PL190939B1 - Sposób zwijania śrubowej rury i maszyna do zwijania rur - Google Patents

Abstract

1. Sposób zwijania srubowej rury ze wstegi majacej zlacza uformowane z dwóch stron wstegi i dostosowane do wzajemnego polacze- nia w zwinietej rurze, gdy zlacza zachodza na siebie, znamienny tym, ze doprowadza sie wstege w zasadniczo osiowym kierunku wzgle- dem osi zwijanej rury i przepuszcza sie ja, po- miedzy co najmniej jedna para rolek napedza- jacych umieszczonych wewnatrz srubowej dro- gi, po czym przeprowadza sie wstege wokól zewnetrznej strony wielu obwodowo rozmiesz- czonych rolek prowadzacych, stanowiacych pro- wadnice wstegi wokól srubowej drogi, na której powoduje sie laczenie przyleglych czesci brze- gowych wstegi pod wplywem sil dzialajacych na napedzana wstege i sily reakcji powodowanej przez naprezenie w sasiednich zwojach wstegi. PL PL PL PL PL

Description

Opis wynalazku

Wynalazek dotyczy sposobu zwijania śrubowej rury i maszyny do zwijania rur z podłużnej wstęgi.

Znane jest naprawianie przewodów przez wprowadzanie śrubowo zwiniętej rury o średnicy mniejszej niż skorodowana lub uszkodzona część. Pierścieniową przestrzeń pomiędzy nową rurą, a starym przewodem wypełnia się rzadką zaprawą, zwykle cementową. Jednym z problemów takiego postępowania jest to, że gotowa wyłożona rura ma mniejszą średnicę niż pierwotny przewód. Ponadto przewód przeznaczony do wykładania zwykle jest nierówny i ma pofalowania lub zakrzywienia, co oznacza, że zastosowana rura wykładająca musi mieć jeszcze mniejszą średnicę, by uwzględnić takie pofalowania i przemieszczenia.

Ponadto, kiedy otwór jest wykonywany bezpośrednio w ziemi, wyłożenie takich otworów wymaga rury wykładzinowej o średnicy znacznie mniejszej niż średnica otworu ze względu na tarcie powstające pomiędzy ziemią, a wprowadzaną rurą wykładzinową.

Znane jest wytwarzanie rur przez zwijanie żebrowanej wstęgi z tworzywa sztucznego i łączenie krawędzi zwojów tej wstęgi, by stopniowo tworzyć śrubowo zwiniętą rurę o żądanej długości.

Wcześniejsze patenty tego samego wynalazcy odnoszą się do kształtu wstęgi, rzeczywistej formy wstęgi, poszczególnych elementów łączących sąsiednie krawędzie, wzmacniania wstęgi przez równocześnie zwijane człony wzmacniające itp. oraz konstrukcji maszyny do zwijania takiej wstęgi w strukturę rurową.

Rura tego rodzaju musi być zwijana do położenia w przewodzie. Jedno ze specjalnych zastosowań i zalet takiej rury polega na tym, że może ona być zwijana w przewodzie przez maszynę umieszczoną przy końcu przewodu, który może być usytuowany pod ziemią i ciągłe formowanie rury i wprowadzanie jej w przewód na żądany wymiar. System taki zastosowano do wykładania rur ściekowych i innych przewodów, przy czym zwykle rurę mocowano zaprawą na miejscu, ponieważ nie było możliwości zwijania rury o średnicy dokładnie pasującej do wewnętrznej ściany przewodu.

Przez tego samego wynalazcę został opracowany system znany jako system expanda pipe, w którym po uformowaniu rury przez zwinięcie w normalny sposób i wprowadzenie tej rury w przewód, rura ta była rozszerzana do większej średnicy do sprzężenia ze ścianą przewodu. System taki stanowił przedmiot międzynarodowego zgłoszenia patentowego nr PCT/AU87/00069.

Chociaż system expanda pipe jest bardzo użyteczny w wielu zastosowaniach, ma on pewne ograniczenia. Jednym ograniczeniem jest granica długości rury, jaką można wytworzyć pomiędzy połączeniami. Granica ta występuje ze względu na tarcie przeciwdziałające obrotowi rury, które po zwinięciu pewnego odcinka rury staje się zbyt duże. Ograniczenia systemu expanda pipe stają się bardziej problematyczne, gdy średnica rury rośnie i systemu tego nie można praktycznie wykorzystywać powyżej średnic około 1 metra. Dalsze ograniczenie systemu expanda pipe polega na tym, że potrzebny jest specjalny rodzaj profilu żebra sprzęgającego, co zwiększa koszt wytwarzania.

Konwencjonalne sposoby wykładania przewodów, łącznie z systemem expanda pipe, wymagają, by wykładany przewód był wyłączony z eksploatacji, zbocznikowany lub przepompowany. Z przewodu trzeba usunąć ciecze, gdy przeprowadzany jest proces wykładania. W wielu zastosowaniach przerwa taka może spowodować trudności dla operatorów systemu odprowadzania ścieków lub wody deszczowej.

Celem przedmiotowego wynalazku jest opracowanie sposobu i urządzenia, które przezwyciężą przynajmniej niektóre problemy stanu techniki.

Sposób zwijania śrubowej rury ze wstęgi mającej złącza uformowane z dwóch stron wstęgi i dostosowane do wzajemnego połączenia w zwiniętej rurze, gdy złącza zachodzą na siebie, charakteryzuje się tym, że doprowadza się wstęgę w zasadniczo osiowym kierunku względem osi zwijanej rury i przepuszcza się ją, pomiędzy co najmniej jedną parą rolek napędzających umieszczonych wewnątrz śrubowej drogi, po czym przeprowadza się wstęgę wokół zewnętrznej strony wielu obwodowo rozmieszczonych rolek prowadzących, stanowiących prowadnicę wstęgi wokół śrubowej drogi, na której powoduje się łączenie przyległych części brzegowych wstęgi pod wpływem sił działających na napędzaną wstęgę i siły reakcji powodowanej przez naprężenie w sąsiednich zwojach wstęgi.

Promieniowe położenia rolek prowadzących korzystnie ustawia się podczas zwijania wstęgi, zmieniając przez to równocześnie obwodową długość zwijanej śrubowej rury, przy czym najkorzystniej promieniowe położenia rolek prowadzących reguluje się równocześnie.

Kąty osi rolek prowadzących względem osi wzdłużnej zwijanej rury reguluje się podczas zwijania, korzystnie zmieniając przez to równocześnie kąt drogi śrubowej.

PL 190 939 B1

Regulację zarówno położeń promieniowych jak i kątów osi rolek prowadzących korzystnie synchronizuje się tak, że gdy położenia promieniowe są rozszerzane, kąty maleją, by zmniejszyć przez to kąt drogi śrubowej.

Maszyna do zwijania rur ze wstęgi ze złączami umieszczonymi wzdłuż jej przeciwległych brzegów i stanowiącymi połączenie zwiniętej śrubowo rury, ma ramę, do której są zamocowane, co najmniej trzy rozmieszczone obwodowo rolki prowadzące oparte na wewnętrznym obwodzie zwijanej rury i stanowiące prowadzenie wstęgi po śrubowej drodze podczas pracy maszyny, mechanizm rolkowy do napędu wstęgi wokół zewnętrznej strony rolek prowadzących i do łączenia brzegów jej zwojów i charakteryzuje się tym, że napędzające wstęgę dwie rolki zaciskowe są zamocowane całkowicie wewnątrz spiralnej drogi od wewnętrznej strony śrubowej, obwodowej powierzchni zwijanej rury, bez elementów podpierających zewnętrzną powierzchnię rury (6) zwijanej i łączonej wzdłuż brzegów wstęgi (12). Do ramy korzystnie są zamocowane pierwsze urządzenia do regulacji promieniowych położeń rolek prowadzących oraz drugie urządzenia do regulacji kątów osi rolek prowadzących względem wzdłużnej osi maszyny.

Pierwsze urządzenia regulacyjne korzystnie mają hydrauliczne siłowniki, z których każdy jest połączony z jedną rolką i z medium hydraulicznym o jednakowym ciśnieniu lub korzystnie z jedną rolką i z urządzeniem sterującym ciśnienie hydrauliczne napędzającego medium.

Z ramą maszyny korzystnie są połączone urządzenia do regulacji promieniowego położenia rolek prowadzących oraz urządzenia do regulacji kątów osi rolek prowadzących względem wzdłużnej osi maszyny.

Urządzenia regulacyjne korzystnie mają nastawne elementy w kierunku promieniowego i kątowego położenia rolek prowadzących.

Urządzenia regulacyjne korzystnie mają synchronizacje zależności ustawienia promieniowego od ustawienia kątowego położenia rolek prowadzących w kierunku zmniejszania i/lub zwiększenia ustawienia położenia kątowego przy zwiększeniu i/lub zmniejszeniu ustawienia promieniowego.

Urządzenia regulacyjne korzystnie mają pierwszy i drugi zestaw rozmieszczonych wzdłużnie w odstępach od siebie hydraulicznych siłowników, a każda rolka prowadząca jest obrotowo podparta na swych przeciwległych końcach przez dwa hydrauliczne siłowniki jednego z zestawów, przy czym siłowniki te są mechanicznie zblokowane.

Maszyna korzystnie ma własny napęd, a jej rama jest zamocowana obrotowo i przesuwnie osiowo wzdłuż osi, która jest zgodna z osią zwijanej rury.

Maszyna do zwijania rury może być albo nieruchoma, przy czym wytwarzana śrubowa rura wychodzi z maszyny w procesie ciągłym, albo może być obrotowo ruchoma względem świeżo utworzonej nieruchomej rury śrubowej, tak, że przemieszcza się ona osiowo, gdy rura jest zwijana.

Wynalazek został bardziej szczegółowo wyjaśniony w przykładach jego wykonania pokazanych na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia pierwszy przykład wykonania maszyny do zwijania rury według wynalazku w widoku perspektywicznym; fig. 2 - maszynę do zwijania rury z fig. 1 w widoku z przodu; fig. 3 - schemat podziemnego kanału z układaną w nim rurą przez maszynę z fig. 1; fig. 4 jest schematycznym widokiem pokazującym wydawanie wstęgi ze szpuli poprzez rolki wstępnego zginania do maszyny do zwijania rury według wynalazku; fig. 5 - drugi przykład wykonania maszyny do zwijania rury według wynalazku w widoku perspektywicznym (z przodu); fig. 6 jest widokiem z przodu maszyny z fig. 5; fig. 7 - widokiem z tyłu maszyny z fig. 5; fig. 8 przedstawia trzeci przykład wykonania maszyny do zwijania rury według wynalazku w widoku perspektywicznym (z przodu); fig. 9 jest takim samym widokiem perspektywicznym jak z fig. 8 z tym wyjątkiem, że pokazuje maszynę w zastosowaniu ze wstęgą 112 wprowadzaną w maszynę; fig. 10 - widokiem perspektywicznym z tyłu maszyny z fig. 8; fig. 11 przedstawia częściowy widok perspektywiczny z przodu maszyny z fig. 8 wraz z częściowo zwiniętym materiałem wstęgi 112; fig. 12 - widok z tyłu maszyny z fig. 8; fig. 13 - widok w perspektywie częściowo zwiniętej wstęgi posiadającej uzupełniające urządzenia żebrowe i rowkowe, przebiegające wzdłuż przeciwległych krawędzi; fig. 14 - częściowy podzespół maszyny z fig. 8, zawierający ramę i pojedynczą rolkę w widoku perspektywicznym z tyłu; fig. 15 - podzespół z fig. 14 w widoku z boku; fig. 16 - podzespół z fig. 14 w widoku czołowym; fig. 17 - drugi podzespół maszyny z fig. 8 w widoku czołowym; fig. 18 - dalszy podzespół maszyny z fig. 8; fig. 19 - widok perspektywiczny podzespołu z fig. 8; a fig. 20 i 21 - schematyczny widok maszyny z fig. 8, usytuowanej wewnątrz wykładanego przewodu, w widoku czołowym.

Maszyna 10 do zwijania rury według pierwszego przykładu wykonania przedstawiona jest na fig. 1. Maszyna 10 do zwijania rury, pokazana na fig. 1 i 2, nadaje się do wytwarzania śrubowej rury ze

PL 190 939 B1 wstępnie zwiniętej wstęgi z żebrowanego tworzywa sztucznego, która zostaje nawinięta wzdłuż śrubowej drogi wstęgi, przy czym łączenie ze sobą sąsiednich krawędziowych przyległych zwojów wstęgi 12 następuje bez konieczności stosowania umieszczonej z zewnątrz rolki łączącej lub powierzchni wsporczej, jak to pokazano najwyraźniej na fig. 2.

Maszyna taka może działać na wiele sposobów. Maszyna 10 do zwijania rury może być nieruchoma, a wytwarzana śrubowa rura wychodzi z tej maszyny w procesie ciągłym, albo może być obrotowa względem świeżo tworzonej nieruchomej śrubowej rury i przemieszcza się osiowo w miarę zwijania rury. Następujący opis maszyny i jej działania oparte są na tym ostatnim (ruchoma maszyna) działaniu w przewodzie (na przykład w zniszczonym kanale ściekowym).

Maszyna 10 do zwijania rury jest usytuowana w przewodzie, który ma być wykładany i spełnia zadanie siłowego układania długiego odcinka wstęgi na wewnętrznej ścianie przewodu, by utworzyć śrubową rurę stanowiącą wyłożenie przewodu. Działanie takie przedstawiono schematycznie na fig. 3.

Figura 3 przedstawia podziemny przewód 5 dostępny poprzez otwory 3 i 4. Maszyna 10 do zwijania rury pokazana jest w zastosowaniu wewnątrz przewodu 5. Wstęga 12 jest doprowadzana z naziemnego dozownika 60 wstęgi do dołu poprzez otwór 3 do maszyny zwijającej 10. Napędzane przez hydrauliczne źródło energii 50 poprzez wąż 51 płynu hydraulicznego zespoły napędowe wewnątrz maszyny 10 do zwijania rury dostarczają energii kinematycznej do ciągłego zwijania wstęgi 12 bezpośrednio na wewnętrzną ścianę przewodu 5, by utworzyć śrubową rurę 6. W procesie tym maszyna 10 do zwijania rury obraca się wokół osi wzdłużnej przewodu 5, a śrubowa rura 6 nie obraca się względem przewodu 5. Elektryczne zespoły napędowe mogą być zastosowane zamiast hydraulicznych zespołów napędowych.

Maszyna 10 do zwijania rury z fig. 1 i 2 ma ramę z pięcioma rozmieszczonymi obwodowo podporami w postaci prowadzących rolek 17a, 40a, 19a, 20a i 29. Zewnętrzne powierzchnie tych pięciu rolek tworzą śrubową drogę dla wstęgi 12. Na promieniowym ramieniu 16 zamontowane są dwie rolki zaciskowe 27 i 28. Główny hydrauliczny silnik 26 napędza wał, na którym osadzone są klinowo rolka zaciskowa 27 i napędzające koło zębate 30. To napędzające koło zębate 30 napędza napędzane koło zębate zamontowane na wale, który napędza rolkę zaciskową 28. Na tym samym wale osadzona jest luźna rolka 29, która podczas działania jest oparta na wewnętrznej ścianie przewodu. Główny zespół napędowy 25 jest odgięty (pod kątem α, jak pokazano na fig. 2) od promieniowego ramienia 16. Na skutek tego wstęga 12, która jest wypychana pomiędzy rolkami zaciskowymi 27 i 28, jest sprzęgana z poprzednim zwojem wstęgi 12 i wewnętrzną ścianą przewodu 5 pod bardziej stromym kątem niż to byłoby w innym przypadku, co pomaga w dociskaniu wstęgi do wewnętrznej ściany przewodu 5. Działanie to widać na fig. 2.

Drugi zespół napędowy 40 jest zamontowany na promieniowym ramieniu 18. Ten pomocniczy zespół napędowy 40 jest opcjonalny. Jest on użyteczny w tych zastosowaniach, gdzie potrzebna jest duża siła do wykładania przewodu. Położenie pomocniczego zespołu napędowego 40 może być zmieniane. Przykładowo może on być usytuowany przy końcach promieniowych ramion 17, 19 lub 20, jak pokazano na fig. 1, zamiast przy końcu promieniowego ramienia 18.

Promieniowe ramiona 16, 17, 18, 19 i 20 są przesuwnie osadzone na piaście 15. Są one spychane promieniowo na zewnątrz przez sprężyny lub siłowniki hydrauliczne (nie pokazano). Przesuwne połączenia umożliwiają przemieszczanie rolek wsporczych 19a, 40a, 17a, 20a i 29 promieniowo do wewnątrz lub na zewnątrz. Dzięki temu maszyna 10 do zwijania rury może przechodzić przez części przewodów posiadające wgłębienia. Pozwala to również na stosowanie pojedynczej maszyny 10 do wykładania w przewodach o różniących się średnicach.

Kołnierzowe złącza 16J, 17J, 18J, 19J i 20J (pokazane na fig.1) umożliwiają zmienianie kąta osi odpowiednio rolek 29, 17a, 40a, 19a i 20a względem osi, wokół której obraca się wykładająca maszyna 10. Przestawność zapewniana przez te połączenia kołnierzowe pozwala na ustawianie osi rolek tak, aby odpowiadały kątowi wytwarzanej rury śrubowego wyłożenia. Inaczej mówiąc, pozwala to, by oś każdej rolki była ustawiana prostopadle do krawędzi wstęgi, po której lub, przy której rolka się toczy. W wyniku tego maszyna 10 będzie śrubowo postępowała wzdłuż wykładanego przewodu, gdy rolki obracają się wokół osi wzdłużnej przewodu. Jeżeli stosuje się wstęgę z integralnymi elementami łączącymi, niewielkie odchylenia maszyny wykładającej 10 od prawidłowego kąta śruby dopasowanego do kąta świeżo ułożonej rury śrubowej są korygowane przez siły wytwarzane, gdy wstęga jest siłowo układana na wewnętrznej ścianie przewodu 5.

W odmianie rozwiązania tego wynalazku, wsporcze rolki 19a, 40a, 17a, 20a i 29 są wsparte na tylnych ramionach, (które mogą mieć podobną konstrukcję jak promieniowe ramiona 16, 17, 18, 19 i 20).

PL 190 939 B1

Podczas działania podłużna wstęga 12 jest doprowadzana z dozownika 60 poprzez wstępnie zginające rolki 70 w dół otworu 3 do maszyny 10 do zwijania rury, jak pokazano na fig. 3 i 5. Zwijająca rurę maszyna 10 zasilana jest płynem hydraulicznym z zamontowanej na powierzchni hydraulicznej pompy zasilającej 50 poprzez hydrauliczny wąż 51. Podłużna wstęga 12 dochodzi do zaciskowych rolek 27 i 28 maszyny 10, jak pokazano na fig. 4. Te dwie rolki zaciskowe spychają wstęgę ku wewnętrznej ścianie przewodu 5 w kierunku nieco przestawionym względem prostopadłego do wzdłużnej osi przewodu, tak, że wstęga sprzęga się z krawędzią poprzedniego zwoju wstęgi 12 i jest silnie śrubowo przykładana do wewnętrznej ściany, by utworzyć rurę, która zasadniczo przylega do wewnętrznej ściany przewodu 5. Podczas tego procesu dwie rolki zaciskowe 27 i 28 obracają się wokół wzdłużnej osi przewodu 5 tak, że odległość pomiędzy punktem zaciskania, a punktem 14 styku wstęgi z wewnętrzną ścianą przewodu pozostaje zasadniczo stała, gdy rura jest zwijana w sposób ciągły (patrz fig. 2).

Aby rozpocząć zwijanie rury, wstęgę 12 trzeba ręcznie wprowadzić w chwyt zaciskowych rolek 27 i 28, a pierwszy zwój wstęgi musi być poprowadzony na zewnątrz rolek 17a, 40a, 19a, 20a i 29, jak pokazano na fig. 2. Gdy przychodząca wstęga 12 jest już połączona z sąsiednim zwojem, jak pokazano na fig. 2, maszyna 10 może pracować automatycznie i nieprzerwanie.

Pomocniczy zespół napędowy 40 (napędzany przez silnik hydrauliczny 41, zamontowany na promieniowym ramieniu 18, zapewnia dodatkowy napęd zmniejszający pracę wymaganą od głównego napędu 26. Napęd zapewniany przez główny zespół napędowy 26 jest większy niż napęd zapewniany przez pomocniczy zespół napędowy 40, aby powodować ściskanie wstęgi 12 w punkcie zaciskania pomiędzy rolkami 27 i 28 oraz pomiędzy jej dociskaniem do wewnętrznej ściany przewodu 5 przez rolkę 40a. To ściskanie wstęgi 12 pomaga w powodowaniu, by ściany gotowej śrubowej rury 6 przylegały lub prawie przylegały do wewnętrznej ściany przewodu 5. Siłę ściskania można zmieniać zarówno przez zmienianie względnych sił wytwarzanych przez główny i pomocniczy zespół napędowy, jak i przez zmienianie kąta, pod którym zamontowany jest zespół napędowy 25. Różne rozmiary rur i różne profile wstęg będą wymagały różnych stopni ściskania wstęgi.

Dozownik 60 wstęgi z integralnymi rolkami 70 wstępnego zginania, jak pokazano na fig. 5, realizuje dwa ważne zadania. Po pierwsze, odwija on wstęgę 12 w taki sposób, że śrubowe zwoje doprowadzane do wnętrza przewodu 5 są optymalnie ukształtowane do przyjmowania wstęgi przez maszynę 10 w procesie ciągłym. Po drugie, zapewnia on, że wstęga jest wstępnie zginana tak, że zespoły napędowe 25 i 40 nie są przeciążone. Jest to szczególnie ważne w tych zastosowaniach, gdzie potrzebna jest wstęga o dużej sztywności.

Podczas działania zarówno szpula 61 jak i ramię 62 obracają się, by doprowadzać wstęgę 12 do maszyny 10. Prędkość obrotowa szpuli 61 względem ramienia 62 jest zmieniana, aby osiągnąć optymalne wyprowadzanie śrubowej wstęgi do wykładającej maszyny 10.

Zwijająca rurę maszyna 10 i sposób wykładania przewodu mają wiele zalet w porównaniu z istniejącymi maszynami do wykładania rur i stosowanymi procesami. Zwijająca rurę maszyna 10, pokazana na fig. 1 i 2, może w sposób ciągły wykładać przewody na bardzo dużych długościach bez konieczności zatrzymywania i tworzenia połączeń rur. Maszyna może również kontynuować działanie poprzez częściowo zapadnięte lub uszkodzone obszary przewodu. Jest to możliwe, ponieważ wszystkie wsporcze rolki 40a, 19a, 20a, 29 i 17a są zamontowane na promieniowych ramionach, które są zdolne do promieniowego przesuwania się. Tam, gdzie są duże dziury w przewodzie, które należy wyłożyć, zasadniczo nie będzie konieczne wstawianie opaski na otwór, by maszyna mogła nadal pracować, ponieważ maszyna jest zdolna do zwijania swobodnego wyłożenia.

Zwijająca rurę maszyna 10 może mieć siłowniki hydrauliczne z ramionami 16, 17, 18, 19 i 20, które są zdolne do wywierania w sposób kontrolowany nacisku na specyficzne obszary wewnętrznej ściany wykładanego przewodu. Na skutek tego częściowo zapadnięte przewody mogą być rozszerzane przez tę maszynę. Maszyna jest, zatem zdolna do wykładania przewodu w jego kształcie rozszerzonym, w którym wstęga 12 tworzy wewnętrzną rurę o większej średnicy, niż byłoby to możliwe w innym wykonaniu. Ponieważ jest to operacja jednofazowa, rozszerzony przewód jest natychmiast wspierany przed zapadnięciem się przez świeżo zwiniętą śrubową rurę. Takie same siłowniki hydrauliczne wraz z silnikami hydraulicznymi 26 i 41 mogą być również sterowane tak, by uniemożliwić wzrost średnicy śrubowej rury 6 przy mijaniu otworów w wykładanym powtórnie przewodzie.

Opisane powyżej maszyny i sposób można wykorzystywać z wieloma różnymi profilami wstęgi. Tam, gdzie oddzielną wstęgę łączącą stosuje się do łączenia sąsiednich krawędzi wstęgi, wykładająca maszyna 10 doprowadza do styku sąsiednie krawędzie do późniejszego łączenia wstęgą łączącą. Korzystnie można stosować wstęgę z dużą sekcją łączenia. Siła wytwarzana przez rolki zaciskowe 27

PL 190 939 B1 i 28, działająca na pomocniczy zespół napędowy 40 może być wystarczająca do spowodowania łączenia takiej wstęgi przy jej krawędziach, gdy wstęga styka się z wewnętrzną ścianą przewodu. W tych przypadkach, gdzie siła ta nie wystarcza, działanie łączące przeprowadza rolka 17a.

W tych zastosowaniach, gdzie potrzebna jest śrubowa rura 6 do pracy w trudnych warunkach, np. przy wykładaniu przewodów o dużych średnicach lub do przewodów wymagających wzmocnienia, można stosować wstęgę z tworzywa sztucznego wzmocnionego stalą. Wstęgę taką trzeba będzie zasadniczo początkowo zwijać do średnicy nieco niniejszej niż średnica potrzebnej śrubowej rury 6. Dozownik 60 wstęgi (jak pokazano na fig. 5) spełnia to zadanie przed wprowadzeniem wstęgi w dół w przewód 5. Maszyna 10 do wykładania przewodu zwiększa następnie średnicę zwoju, gdy dociska wstęgę do wewnętrznej ściany przewodu, jak opisano poprzednio.

Można stosować różne płyny hydrauliczne, łącznie z wodą. Jeżeli stosuje się wodę, można stosować system z całkowitą stratą, gdzie zużyty płyn hydrauliczny (wodę) można wykorzystać do celów ciągłego czyszczenia.

Drugi przykład realizacji wynalazku przedstawiono na fig. 5-7.

Maszyna 100 do zwijania rury, pokazana na fig. 5, nadaje się do tworzenia śrubowej rury przez spychanie wstęgi materiału z położenia wewnętrznego obwodu wytwarzanej rury do położenia przy poprzednim zwoju wstęgi. Dla przejrzystości na fig. 5-7 nie pokazano wstęgi, jednakże podąża ona podobną drogą jak wstęga 12 z fig. 2 w pierwszym przykładzie wykonania oraz wstęga 212 z fig. 9, 11 i 12 drugiego przykładu wykonania.

Maszyna 100 do zwijania rury może być albo nieruchoma z wytwarzaną śrubową rurą wychodzącą z maszyny w procesie ciągłym, albo może być ruchoma względem świeżo utworzonej nieruchomej rury śrubowej. Poniższy opis maszyny i jej działania oparto na tym ostatnim przypadku (maszyna ruchoma) zastosowana w uszkodzonym przewodzie (np. uszkodzony przewód kanalizacyjny).

Jak pokazano na fig. 5, maszyna 100 do zwijania rury ma ramę 120 wspierającą osiem rozmieszczonych na obwodzie prowadzących rolek 166, 168, 176, 178, 186, 188, 196 i 198. Zewnętrzne powierzchnie tych ośmiu rolek określają śrubową drogę wstęgi. Przedstawiony na fig. 6 widok maszyny 100 z przodu pokazuje przestrzenne usytuowanie tych rolek. Dwie pary napędzających rolek są zamontowane w skrzynce zaciskowej 124, która jest zamontowana wewnątrz obwodu wytwarzanej śrubowej rury. Ta skrzynka zaciskowa 124 jest zamontowana na ramie 120 i ma dwie pary przeciwstawnie obracających się rolek napędzanych przez silnik hydrauliczny 126, który przemieszcza wstęgę do położenia przy poprzednim zwoju wstęgi wbrew sile reakcji powodowanej przez naprężenie w sąsiednim zwoju lub w sąsiednich zwojach wstęgi, powodujących złączenie sąsiednich krawędzi wstęgi. Ponieważ jest to proces ciągły, powoduje on zwijanie wstęgi w ciągłą śrubową rurę wokół zwijającej maszyny 100.

Skrzynka zaciskowa 124 jest zamontowana na ramie 120 w taki sposób, aby umożliwić regulację jej kąta względem ramy 120.

Aby umożliwić promieniowe przestawianie rolek 166, 176, 178, 186, 188, 196 i 198, a zatem by umożliwić działanie maszyny 100 z różnymi średnicami zwijanej rury, pomiędzy ramą 120, a wymienionymi rolkami umieszczone są pary promieniowych ramion 116F i 116C, 117F i 117C, 118F i 118C oraz 119F i 119C (na fig. 5 oznaczono tylko ramiona 117F, 117C i 117R, a fig. 6 i 7 przedstawiają ramiona 116F i 116R, 117F i 117R, 118F i 118R oraz 119F i 119R. Rozmieszczenie tych ramion względem ramy 120 jest najlepiej pokazane na fig. 5. Rama 120 wspiera cztery zestawy ramion 116F, C i R, 117F, C i R, 118F, C i R oraz 119F, C i R.

Jak pokazano na fig. 5, do odległych końców promieniowych ramion 119F i 119C dołączone są odpowiednio przegubowe ramiona 190F i 190C. Odległe końce tych przegubowych ramion wspierają rolkę 198. W podobnym układzie do odległych końców promieniowych ramion 119F i 119C dołączone są przegubowe ramiona 119F i 119C, zapewniające podparcie rolki 196. Przechylny ruch par ramion 190F i 190C oraz 192F i 192C jest odpowiednio sterowany przez siłowniki 194 i 195. Siłowniki te umożliwiają sterowanie promieniowymi położeniami rolek 196 i 198. Podobny układ przegubowych ramion i siłowników dołączony jest do odległych końców każdej z pozostałych trzech par promieniowych ramion 116F i 116C, 117F i 117C oraz 118F i 118C, jak pokazano na fig. 5.

Przez wydłużanie siłowników 194 i 195 oraz odpowiednich siłowników dołączonych do wymienionych uprzednio innych ramion przegubowych można zmieniać obwodową długość zwijanej śrubowej rury. Każdy z tych siłowników jest poruszany hydraulicznie i są one dołączone do tego samego źródła ciśnienia hydraulicznego. Na skutek tego wywierają one stałą siłę na swe odpowiednie rolki.

PL 190 939 B1

Przez zwiększenie ciśnienia hydraulicznego podczas zwijania rury można zwiększać średnicę tej rury. Przeciwnie, średnicę rury można zmniejszać przez zmniejszanie ciśnienia hydraulicznego.

W odmianie wynalazku ciśnienie doprowadzane do każdego siłownika jest zmieniane niezależnie, by umożliwić sterowanie promieniowymi położeniami każdej z ośmiu rolek 166, 168, 176, 178, 186, 188, 196 i 198.

Za rolkami 168, 178, 188 i 198 umieszczone są odpowiednio wspierające maszynę rolki 169, 179, 189 i 199. Każda z tych czterech rolek jest zamontowana na ramie 120 w podobny sposób jako odpowiednie rolki 168, 178, 188 i 198. Przykładowo promieniowe ramiona 117C (pokazane na fig. 5) i 117R (pokazane na fig. 7) wspierają przegubowe ramiona 170C i 170R (oba pokazane na fig. 5), które wspierają z kolei wspierającą maszynę rolkę 179.

Wspierające maszynę rolki 179 i 199 są napędzane przez pomocnicze zespoły napędowe 140 i 145 (wspierające maszynę rolki 169 i 189 nie są napędzane). Napęd przenoszony jest za pomocą łańcucha i kół łańcuchowych (na fig. 7 pokazano koła łańcuchowe 146 i 141). Te pomocnicze zespoły napędowe pomagają w obracaniu maszyny wokół wewnętrznej powierzchni wytwarzanej śrubowej rury i zmniejszają obciążenie rolek zaciskowych wewnątrz skrzynki zaciskowej 124. Te pomocnicze zespoły napędowe są opcjonalne, ponieważ maszyna będzie obracać się i przemieszczać wzdłuż śrubowej drogi jedynie pod działaniem siły wytwarzanej przez rolki zaciskowe w skrzynce zaciskowej 124, jeżeli zastosowany jest odpowiedniej wielkości silnik hydrauliczny 126.

Promieniowe położenie wspierających maszynę rolek 169, 179, 189 i 199 może być zmieniane przez siłowniki (np. siłownik 197 pokazany na fig. 7), aby dostosować je do średnicy zwijanej śrubowej rury.

Oprócz regulacji promieniowych położeń rolek 166, 168, 169, 176, 178, 179, 186, 188, 189, 196, 198 i 199 można również zmieniać kąt ich osi względem wzdłużnej osi maszyny 100. Kąty te są regulowane w czterech grupach położenia rolek: 166, 168 i 169: 176, 178 i 179: 186, 188 i 189: 196, 198 i 199 zgodnie z ich odpowiednimi mocowaniami do płyt: 156, 157, 158 i 159, jak pokazano na fig. 6. Każda z tych płyt jest przegubowa przy jednym końcu, a przy drugim końcu jest połączona z regulacyjnym pierścieniem 150, jak pokazano na fig. 7. Przez obrót wałka 149 można obracać pierścieniem regulacyjnym 150. Na skutek swego połączenia z każdą z czterech płyt montażowych 156, 157, 158 i 159 obracający się pierścień 150 powoduje równoczesne przestawianie wszystkich powyższych czterech grup rolek. W ten sposób maszynę 100 można ustawić na odpowiedni kąt pochylenia linii śrubowej zwijanej rury.

Jak podano powyżej, maszyna 100 do zwijania rury może być również używana do tworzenia samodzielnej rury nad ziemią lub w rowie. Przy wykorzystaniu w tym trybie wstęga musi zawierać sekcję łączącą, taką jak pokazana na fig. 13. Profil łączący poprzedniego zwoju śrubowego tworzy powierzchnię, w którą wstęga może być wciskana przez rolki zaciskowe wbrew sile reakcji powodowanej przez naprężenie w sąsiednich zwojach wstęgi.

Trzeci przykład realizacji wynalazku pokazano na fig. 8-12 i 14-21. Fig. 13 przedstawia profil 212 wstęgi do zastosowania w tym przykładzie realizacji.

Maszyna 200 do zwijania rury, pokazana na fig. 8, nadaje się do wytwarzania śrubowej rury przez doprowadzanie wstęgi z miejsca wewnątrz wytwarzanej śrubowej rury do miejsca przy poprzednim zwoju wstęgi 212, jak to najlepiej pokazano na fig. 11 (patrz również fig. 9).

Maszyna 200 do zwijania rury może być albo nieruchoma, przy czym wytwarzana śrubowa rura wychodzi z maszyny w procesie ciągłym, albo też może być ruchoma względem świeżo wytworzonej nieruchomej rury śrubowej. Następujący opis tej maszyny i jej działania odnosi się do tego ostatniego przypadku (ruchoma maszyna) w zastosowaniu wewnątrz przewodu (np. uszkodzonego przewodu ściekowego).

Jak pokazano na fig. 8, zwijająca rurę maszyna 200 ma ramę 220, która wspiera siedem rozmieszczonych na obwodzie prowadzących rolek 266, 276, 278, 286, 288, 296 i 298. Zewnętrzne powierzchnie tych pięciu rolek tworzą śrubową drogę dla wstęgi 212. Na fig. 12 pokazano widok maszyny 200 z tyłu, przedstawiający przestrzenne rozmieszczenie tych rolek. Para napędzających rolek jest zamontowana w skrzynce zaciskowej 224, która jest zamontowana wewnątrz obwodu wytwarzanej śrubowej rury (patrz fig. 9). Skrzynka zaciskowa 224 jest przymocowana do ramy 220 i ma dwie obracające się w przeciwnych kierunkach rolki, które popychają wstęgę 212 do położenia przy poprzednim zwoju wstęgi 212, powodując połączenie sąsiednich krawędzi wstęgi 212. Ponieważ jest to proces ciągły, powoduje on zwijanie wstęgi 212 w ciągłą śrubową rurę wokół zwijającej maszyny 200, jak pokazano na fig. 9. Rozmieszczone na obwodzie rolki 266, 276, 278, 286, 288, 296 i 298 wspierają maszynę 200 względem wnętrza świeżo utworzonej rury śrubowej, jak pokazano na fig. 9.

PL 190 939 B1

Cztery prowadzące rolki 301,302, 303 i 304 są przewidziane z przodu maszyny 200 głównie do stabilizowania maszyny, gdy jest ona wprowadzana w wykładany przewód. Tam, gdzie maszyna 200 ma być wykorzystywana jako swobodnie stojąca lub w rowie, rolki prowadzące 301,302, 303 i 304 nie są potrzebne.

Energia hydrauliczna jest doprowadzana do zwijającej rurę maszyny 200 za pomocą węża 251 na płyn hydrauliczny, jak pokazano na fig. 8. Wąż 251 na płyn hydrauliczny jest sprzężony z maszyną 200 za pomocą obrotowego hydraulicznego złącza 252. Hydrauliczny silnik 226 napędza przekładnię 255, która z kolei napędza obracające się w przeciwnych kierunkach napędowe wałki 230 i 231. Te wałki napędowe są dołączone do rolek wewnątrz skrzynki zaciskowej 224, by napędzać wewnętrzną rolkę zaciskową 227 i zewnętrzną rolkę zaciskową 228.

Skrzynka zaciskowa 224 jest przymocowana do ramy 220 w taki sposób, aby umożliwić regulację jej kąta względem ramy 220. Wałki napędowe 230 i 231 są teleskopowe i mają przeguby uniwersalne zamontowane przy każdym ze swych końców, aby umożliwić opisaną powyżej regulację skrzynki zaciskowej 224.

Aby umożliwić promieniową regulację rolek 266, 276, 278, 286, 288, 296 i 298, a zatem by umożliwić działanie maszyny 200 przy różnych średnicach zwijanej rury, pomiędzy ramą 200, a wymienionymi rolkami umieszczone są pary przestawnych promieniowych ramion 216F i 216R, 217F i 217R, 218R i 218R oraz 219F i 219R. Układ tych ramion względem ramy 220 jest najlepiej pokazany na fig. 14. Rama 220 jest złożona z przedniej piasty 215F i tylnej piasty 215R, które są połączone wałem 221. Przednia piasta wspiera cztery ramiona 216F, 217F, 218F i 219F. Ramiona te mają postać tłoczysk, które są hydraulicznie odpychane od piasty 215F. Tylna piasta 215R ma podobną konstrukcję jak przednia piasta, jak pokazano na fig. 14.

Do odległych końców promieniowych ramion 216F, 217F, 218F i 219F dołączone są odpowiednio przednie człony 260F, 270F, 280F i 290F (patrz fig. 10). Człony 260F i 260R wspierają rolkę 266, jak pokazano na fig. 14. Pozostałe człony wspierają wahacze 272F i 272R, 282F i 282R oraz 292F i 292R. Wahacze te są przymocowane przechylnie do swych odpowiednich członów, jak pokazano na fig. 10 (człony 270F i 270R są wyraźnie widoczne w tym widoku perspektywicznym). Rolki 276, 278, 286, 288, 296 i 298 są wsparte obrotowo przez swe odpowiednie wahacze, jak pokazano na fig. 10. Przechylne podpory 274F i 274R, 284F i 284R oraz 294F i 294R umożliwiają swym odpowiednim wahaczom przechylanie się i dlatego wspierane przez nie rolki mają pewien stopień swobody, co umożliwia im pozostawanie w kontakcie z wytwarzaną rurą, jak pokazano na fig. 12.

Rolki 266, 276, 278, 286, 288, 296 i 298 są korzystnie podzielone na grupy rolek na tej samej osi o szerokości zbliżonej do szerokości wstęgi 212, która ma być zwijana.

Na fig. 15 pokazano, że przednia piasta 215F jest usytuowana pod kątem względem tylnej piasty 215R. Z tego powodu rolki 266, 276, 278, 286, 296 i 298 są usytuowane pod kątem względem cylindra 221. Podczas działania kąt ten jest ustawiony tak, że maszyna 200 będzie podążać po prawidłowej drodze śrubowej dla dopasowania do linii śrubowej wynikającej z danej szerokości wstęgi i średnicy rury.

Jak pokazano na fig. 17, promieniowe ramiona 216, 217, 218 i 219 są wszystkie dołączone do zębnika 241 poprzez odpowiednie zębatki 240. To połączenie zębatkowe zapewnia, że wydłużenie każdego promieniowego ramienia względem zębnika jest jednakowe. Ponadto układ ten jest identyczny zarówno dla przedniej piasty 21SF jak i dla tylnej piasty 215R z tym wyjątkiem, że zębatki 240 na przeciwległych piastach 215F i 215R sprzęgają się z przeciwległymi stronami swych zębników 241. Takie oddzielenie zębatek i ich odpowiednich zębników wraz z usytuowaniem piast 215F i 215R pod kątem do siebie, jak pokazano na fig. 14, 15 i 16, powoduje zbieżność przednich i tylnych członów 260F i 260R, 270F i 270R, 280F i 280R oraz 290F i 290R, gdy urządzenia 216F i 216R, 217F i 217R, 218F i 218R oraz 219F i 219R są wysunięte. Odpowiednie zębniki 241F i R są mechanicznie połączone poprzez wałek 225, jak pokazano na fig. 18. Na skutek tego osiem promieniowych ramion (301), (302), (303), (304) porusza się wszystkie razem i w każdej chwili wszystkie są usytuowane w takiej samej odległości od swego odpowiedniego zębnika 241.

Ramiona są popychane na zewnątrz przez ciśnienie hydrauliczne i są ściągane do wewnątrz przez obrót zębników 41, napędzających zębatki 40. Zębniki 41 są połączone wałkiem 225, który jest dołączony do jednego końca śrubowej sprężyny 222, jak pokazano na fig. 18. Drugi koniec śrubowej sprężyny 222 jest przymocowany do cylindra 221. Podczas montażu ramy 220 sprężyna śrubowa 222 jest wstępnie naprężana, by zapewnić, że kiedy nie będzie dostarczanego żadnego ciśnienia hydraulicznego, promieniowe ramiona będą ściągane przez naciąg sprężyny.

PL 190 939 B1

Przestawienie pomiędzy przednią piastą 215F, a tylną piastą 215R można zmieniać przez obrót cylindrycznego złącza 223, jak pokazano na fig. 18. Dla profili wstęg o różnych szerokościach potrzebne będą różne kąty. Po ustawieniu kąta dla określonej szerokości wstęgi maszynę 200 do zwijania rury można potem używać do rur w pewnym zakresie średnic. Ponieważ promieniowe ramiona poruszają się na zewnątrz równocześnie, kąt rolek 266, 276, 278, 286, 288, 296 i 298 względem osi wzdłużnej maszyny 200 zmienia się w celu dostosowania do kąta linii śrubowej zwijanej rury ze względu na układ geometryczny opisany powyżej i przedstawiony na fig. 14, 15 i 16. Odbywa się to automatycznie bez potrzeby żadnej interwencji ze strony użytkownika.

Jak podano powyżej, maszyna 200 do zwijania rury może być również używana do wytwarzania samodzielnej rury nad ziemią lub w rowie. Przy stosowaniu maszyny w tym trybie wstęga musi zawierać sekcję łączącą. Profil łączący poprzedniego śrubowego zwoju tworzy powierzchnię, w którą wstęga może być wciskana przez rolki zaciskowe wbrew sile reakcji powodowanej przez naprężenie w sąsiednim zwoju lub zwojach wstęgi 212 (jak pokazano na fig. 11 i 12).

Chociaż przedmiotowy wynalazek opisano w odniesieniu do korzystnego przykładu realizacji i korzystnego sposobu, aby ułatwić lepsze zrozumienie wynalazku, należy zauważyć, że możliwe jest wprowadzenie różnych modyfikacji bez odchodzenia od zasad wynalazku. Dlatego wynalazek ten należy rozumieć jako obejmujący w swym zakresie wszystkie takie modyfikacje.

Claims (15)

1. Sposób zwijania śrubowej rury ze wstęgi mającej złącza uformowane z dwóch stron wstęgi i dostosowane do wzajemnego połączenia w zwiniętej rurze, gdy złącza zachodzą na siebie, znamienny tym, że doprowadza się wstęgę w zasadniczo osiowym kierunku względem osi zwijanej rury i przepuszcza się ją, pomiędzy co najmniej jedną parą rolek napędzających umieszczonych wewnątrz śrubowej drogi, po czym przeprowadza się wstęgę wokół zewnętrznej strony wielu obwodowo rozmieszczonych rolek prowadzących, stanowiących prowadnicę wstęgi wokół śrubowej drogi, na której powoduje się łączenie przyległych części brzegowych wstęgi pod wpływem sił działających na napędzaną wstęgę i siły reakcji powodowanej przez naprężenie w sąsiednich zwojach wstęgi.

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że promieniowe położenia rolek prowadzących ustawia się podczas zwijania wstęgi, zmieniając przez to obwodową długość zwijanej śrubowej rury.

3. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że promieniowe położenia rooek prowadzących reguluje się równocześnie.

4. Sposóbwedługzastrz. 2 albo3, znamienny tym, że kąty osi noek prowadzących względem osi wzdłużnej zwijanej rury reguluje się podczas zwijania, zmieniając przez to kąt drogi śrubowej.

5. Sposób według zastrz. 4, znamienny tym, że regulację zarówno położeń promieniowych jak i kątów osi rolek prowadzących synchronizuje się tak, że gdy położenia promieniowe są rozszerzane, kąty maleją, by zmniejszyć przez to kąt drogi śrubowej.

6. Maszyna do zwijania rur ze wstęgi ze złączami umieszczonymi wzdłuż jej przeciwległych brzegów i stanowiącymi połączenie zwiniętej śrubowo rury, mającą ramę, do której są zamocowane, co najmniej trzy rozmieszczone obwodowo rolki prowadzące oparte na wewnętrznym obwodzie zwijanej rury i stanowiące prowadzenie wstęgi po śrubowej drodze podczas pracy maszyny, mechanizm rolkowy do napędu wstęgi wokół zewnętrznej strony rolek prowadzących i do łączenia brzegów jej zwojów, znamienna tym, że napędzające wstęgę rolki zaciskowe (27), (28) są zamocowane całkowicie wewnątrz spiralnej drogi od wewnętrznej strony śrubowej, obwodowej powierzchni zwijanej rury, bez elementów podpierających zewnętrzną powierzchnię rury (6) zwijanej i łączonej wzdłuż brzegów wstęgi (12).

7. Maszyna według zastrz. 6, znamienna tym, że do ramy są zamocowane pierwsze urządzenia do regulacji promieniowych położeń rolek prowadzących (17a), (40a), (19).

8. Maszyna wedługzasstz. 7, znamienna tym, że do r^rm/ są z^rm^c^c^\^£^r^^dr^^K^i^ ur^^rd^^ni^ do regulacji kątów osi rolek prowadzących (17a), (40a), (19) względem wzdłużnej osi maszyny (10).

9. Maszynawedług z^^sr^^. 7 albo 8, znamienna tym, że pierwsze urządzenia regulacyjne mają hydrauliczne siłowniki (215f), (217), (219f), (215R), (217R), (218R), (219R), z których każdy jest połączony z jedną rolką (226), (276), (278), (288), (289), (296), (298) i z medium hydraulicznym o jednakowym ciśnieniu.

PL 190 939 B1

10. Maszyna według zastrz. 9, znamienna tym, że pierwsze urządzenia regulacyjne mają hydrauliczne siłowniki (215f), (217), (219f), (215R), (217R), (218R), (219R), z których każdy jest połączony z jedną rolką (226), (276), (278), (288), (289), (296), (298) i z urządzeniem sterującym ciśnienie hydrauliczne napędzającego medium.

11. Maszyna według zasSrz. 6, znamienna tym, że z ramą (220) są połączone urządzenia do regulacji promieniowego położenia rolek prowadzących (226), (276), (278), (288), (289), (296), (298) oraz urządzenia do regulacji kątów osi rolek prowadzących względem wzdłużnej osi maszyny (10).

12. Maszyna według zastrz. 11, znamienna tym, że urządzenia re^uu^^^^jn^ mają nastawne elementy w kierunku promieniowego i kątowego położenia rolek prowadzących (226), (276), (278), (288), (289), (296), (298).

13. Maszyna według zassc^. 12, znamienna tym. że urządzenia regulacyjne j^ą synchronizacje zależności ustawienia promieniowego od ustawienia kątowego położenia rolek prowadzących (226), (276), (278), (288), (289), (296), (298) w kierunku zmniejszania i/lub zwiększenia ustawienia położenia kątowego przy zwiększeniu i/lub zmniejszeniu ustawienia promieniowego.

14. Maszyna według zassiz. 13, znamienna tym, że urządzenia regulacyjne imają pierwszy i drugi zestaw rozmieszczonych wzdłużnie w odstępach od siebie hydraulicznych siłowników (215), (217), (218), (219), a każda rolka prowadząca (226), (276), (278), (288), (289), (296), (298) jest obrotowo podparta na swych przeciwległych końcach przez dwa hydrauliczne siłowniki jednego z zestawów, przy czym siłowniki te są mechanicznie zblokowane.

15. Maszyna według 6, znamienna tym, że ma własny napęd, a j ej rama (220) jess zamocowana obrotowo i przesuwnie osiowo wzdłuż osi, która jest zgodna z osią zwijanej rury (6).