RU2200085C2

RU2200085C2 - Apparatus for pinching metallic pipelines

Info

Publication number: RU2200085C2
Application number: RU2000126917/28A
Authority: RU
Inventors: И.П. Куликов; Л.В. Соловьев; Ю.И. Сухов; В.И. Михайлов; А.М. Ракитин; Н.В. Денчуков
Original assignee: Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" им. С.П.Королева"
Priority date: 2000-10-26
Filing date: 2000-10-26
Publication date: 2003-03-10

Abstract

FIELD: manual portable tools for pinching metallic pipelines, possibly prevention of emergency situations, performing repairing and other operations in pneumatic and hydraulic circuits of spacecrafts in outer space. SUBSTANCE: apparatus for pinching metallic pipelines includes housing, powered brace with die and punch. Die and punch are joined with power drive unit. Powered brace is in the form of detachable head joined with housing by threaded joint and it is provided with sleeve for arresting rod of punch. Working edges of die and punch have limiters for limiting residual deformation of pipelines such as flat recessed portions. Power drive unit includes set of rings made of material with shape memory effect, electric heater mounted on thermally conducting paste inside it, heat insulation in the form of washers and tubes of heat-resistant high-strength material. EFFECT: safety working of operator in space suit in hard-to-reach zones, realization of visual control of pinching operation, necessary fluid-tightness and strength of pinched place of pipeline, lowered mass and size of apparatus, minimum energy consumption. 9 dwg

Description

Изобретение относится к конструкциям ручного переносного инструмента для пережатия металлических трубопроводов, применяемого для устранения аварийных ситуаций, проведения ремонтных работ и функциональных изменений в пневматических и гидравлических контурах космических аппаратов в открытом Космосе. The invention relates to constructions of a hand-held portable tool for clamping metal pipelines, used to eliminate emergencies, repair work and functional changes in the pneumatic and hydraulic circuits of spacecraft in open space.

Известны механические устройства в виде тисков и регулируемых зажимов рычажного, штангового, клинового, эксцентрикового и прочих типов, успешно используемые для фиксации и пережатия труб из сравнительно эластичных полимерных материалов, резины, меди и некоторых марок алюминия. Примером может служить патент США 4046363, МКИ В 25 В 1/14, принятый за аналог, по которому пережатие трубопровода производится двумя рычагами с общей точкой вращения одних концов со сведением других рукояткой с поворотным нажимным роликом, подвижно установленной на одном из рычагов. Known mechanical devices in the form of a vise and adjustable clamps of lever, rod, wedge, eccentric and other types, successfully used for fixing and clamping pipes made of relatively elastic polymeric materials, rubber, copper and some grades of aluminum. An example is US patent 4046363, MKI B 25 V 1/14, taken as an analogue, according to which the pipeline is clamped by two levers with a common point of rotation of one end with the other handled with a rotary push roller movably mounted on one of the levers.

Очевидным общим недостатком такого типа устройств и аналога, в частности, является недостаточность развиваемых ими усилий для пережатия трубопроводов из традиционных для КА высокопрочного алюминия и нержавеющей стали или необходимость предварительного подогрева обжимаемых участков трубопроводов до относительно высоких температур, что чаше всего либо недопустимо по требованиям безопасности, либо очень сложно. An obvious common drawback of this type of device and analogue, in particular, is the insufficient development of their efforts to squeeze pipelines from high-strength aluminum and stainless steel traditional for the spacecraft or the need to preheat the compressible sections of the pipelines to relatively high temperatures, which is most often unacceptable for safety requirements, either very difficult.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному устройству, принятым за прототип, является механизм для обжатия и резки труб малого диаметра МРТ-1, представленный в руководящем материале НИАТ N 70103.007, 1965 г. (см. фиг. 1). Прототип представляет собой устройство с пневмогидравлическим приводом. Пневмоцилиндр низкого давления 1, управляемый золотником 2, штоком малого диаметра 10, связанным с поршнем 9, перемещает жидкость в преобразователе давления 3, которая вентильным блоком 4 по рукавам высокого давления 12 поочередно подается в силовые гидроцилиндры 5 левой скобы 6 при обжатии трубопровода или правой скобы 6 при его обрезке. При отсутствии давления в гидроцилиндре возвратная пружина 11 устанавливает пуансон в исходное положение. Обжатие производится на неподвижной матрице 7, закрепленной на скобе 6, подвижным пуансоном 8, а резка - подвижным пуансоном-ножом 13. Передаваемое на скобу 6 усилие достигает 5-7 т, что вполне достаточно для надежного пережатия трубопровода, но при полном снятии пережимного усилия герметичность пережатого участка не гарантируется. Поэтому после пережатия трубопровод подвергается дополнительным операциям - проварке в некотором удалении от места пережатия и отрезке. Масса механизма без учета пневмоисточника - 37 кг, габариты - 890х770х325 мм. Масса сварочного устройства без учета источника питания и систем охлаждения и подачи рабочего тела - 25 кг. The closest in technical essence to the proposed device, adopted as a prototype, is a mechanism for crimping and cutting small diameter pipes MRT-1, presented in the guidance material NIAT N 70103.007, 1965 (see Fig. 1). The prototype is a pneumatic-hydraulic device. The low-pressure pneumatic cylinder 1, controlled by a spool 2, a small-diameter rod 10 connected to the piston 9, moves the fluid in the pressure transducer 3, which is supplied by the valve block 4 along the high-pressure sleeves 12 to the power hydraulic cylinders 5 of the left bracket 6 when the pipeline or right bracket is crimped 6 when trimming it. In the absence of pressure in the hydraulic cylinder, the return spring 11 sets the punch to its original position. The compression is carried out on a fixed matrix 7, mounted on a bracket 6, with a movable punch 8, and cutting - with a movable punch-knife 13. The force transmitted to the bracket 6 reaches 5-7 tons, which is quite enough for reliable clamping of the pipeline, but with complete removal of the clamping force tightness of the clamped area is not guaranteed. Therefore, after clamping, the pipeline undergoes additional operations - welding in a certain distance from the clamping point and the segment. The mass of the mechanism, excluding the pneumatic source, is 37 kg, and the dimensions are 890x770x325 mm. The mass of the welding device without taking into account the power source and cooling systems and the supply of the working fluid is 25 kg.

К недостаткам прототипа следует отнести необходимость последующих операций, чреватых опасными последствиями проварки и обрезки части трубопровода на некотором расстоянии от места пережатия, гарантирующих герметичность, внушительные габариты и масса механизма, не говоря уже о сложности организации его работы, и возможность контакта с небезобидным содержимым трубопровода, практически исключающие возможность его использования в условиях на КА. The disadvantages of the prototype include the need for subsequent operations, fraught with the dangerous consequences of boiling and cutting a part of the pipeline at some distance from the place of clamping, guaranteeing tightness, impressive dimensions and weight of the mechanism, not to mention the complexity of the organization of its work, and the possibility of contact with the harmless contents of the pipeline, virtually eliminating the possibility of its use in spacecraft conditions.

Любые работы в открытом Космосе усложнены трудностями перемещения и фиксации самого оператора, переноски орудий труда и средств контроля исполнения, кабелей и трубопроводов их питания, необходимостью работать в скафандре, сложностью оборудования КА и визуального контроля из-за чрезвычайно контрастного освещения. Поэтому безопасность и простота работы, надежность и доступность питания являются основными критериями пригодности инструмента для работы на КА. Any work in open space is complicated by the difficulties of moving and fixing the operator himself, carrying tools and means of performance control, cables and piping for their power, the need to work in a spacesuit, the complexity of the spacecraft equipment and visual control due to extremely contrasting lighting. Therefore, safety and ease of operation, reliability and availability of power are the main criteria for the suitability of a tool for working on a spacecraft.

Таким образом, задача состоит в необходимости создания такой конструкции устройства для пережатия металлических трубопроводов КА, которая, предоставляя возможность безопасной и уверенной работы оператора в скафандре в местах с ограниченными доступом и визуальным контролем операции пережатия функционирующего трубопровода, обеспечила бы требуемую герметичность и необходимую прочность участка трубопровода, пережатого с его помощью без какого-либо термического воздействия непосредственно на трубопровод при одновременном уменьшении габаритов и массы всего устройства и минимальном потреблении энергии для проведения операции пережатия. Thus, the task consists in the need to create such a device design for clamping the metal pipelines of the spacecraft, which, providing the safe and confident operation of the operator in a spacesuit in places with limited access and visual control of the clamping operation of a functioning pipeline, would provide the required tightness and the necessary strength of the pipeline section pinched with its help without any thermal effect directly on the pipeline while reducing the dimensions and mass of the entire device and the minimum energy consumption for the operation of clamping.

Техническим эффектом от решения поставленной задачи явилось создание устройства для пережатия металлических трубопроводов, которое отвечает поставленным требованиям, т.е. обеспечена требуемая герметичность и необходимая прочность участка трубопровода, пережатого с его помощью без какого-либо термического воздействия непосредственно на трубопровод, предоставлена возможность безопасной и уверенной работы оператора в скафандре в местах с ограниченными доступом и визуальным контролем операции пережатия функционирующего трубопровода, при одновременном принципиальном уменьшении габаритов и массы всего устройства и минимальном потреблении энергии для проведения операции пережатия. The technical effect of solving the problem was the creation of a device for clamping metal pipelines, which meets the set requirements, i.e. the required tightness and the necessary strength of the pipeline section, which was clamped using it without any thermal effect directly on the pipeline, is provided, the operator is provided with safe and confident work in a spacesuit in places with limited access and visual control of the operation of clamping a functioning pipeline, while at the same time fundamentally reducing dimensions and the mass of the entire device and the minimum energy consumption for the operation of clamping.

Это достигается тем, что в устройстве, содержащем корпус, силовую скобу с матрицей и пуансоном, закрепленным на штоке, связанным через толкатель с силовым приводом, и силовой привод, силовая скоба выполнена в виде отделяемой головки, связанной с корпусом многозаходной трапецеидальной несамотормозящейся резьбой с пропусками для размещения в корпусе управляемых стопоров для резьбы. Силовая скоба снабжена опорной втулкой для силового стопорения штока пуансона и пустотелой осью. Закрепленная на силовой скобе матрица выполнена из пружинящего материала с прогибом в направлении пережимаемого трубопровода, рабочие кромки матрицы и пуансона имеют ограничители остаточной деформации трубопровода в виде плоских обнижений. This is achieved by the fact that in a device containing a housing, a power bracket with a matrix and a punch mounted on a rod connected through a pusher with a power drive, and a power drive, the power bracket is made in the form of a detachable head connected to the housing with a multi-start trapezoidal non-self-locking thread with gaps for placement in the case of controlled stoppers for threading. The power bracket is equipped with a support sleeve for power locking the punch rod and the hollow axis. The matrix fixed to the power bracket is made of spring material with a deflection in the direction of the compressible pipeline, the working edges of the matrix and punch have limiters for the residual deformation of the pipeline in the form of flat depressions.

Введены силовые С-образные пружинящие стопоры, размещенные в специальной проточке штока пуансона. Силовой привод выполнен в виде набора колец из материала с эффектом памяти формы с установленным на теплопроводящей пасте внутри него электронагревателем и с теплоизоляцией в виде шайб и тонкостенной трубы из термостойкого высокопрочного материала. Introduced power C-shaped spring stoppers placed in a special groove of the stem of the punch. The power drive is made in the form of a set of rings made of a material with a shape memory effect with an electric heater mounted on the heat-conducting paste inside it and with heat insulation in the form of washers and a thin-walled pipe made of heat-resistant high-strength material.

Кроме того, введен механизм разделения, состоящий из предохранительной тороидальной пружины, закрепленной в торце толкателя в контакте со штоком пуансона, толкателя, снабженного кромкой взаимодействия с управляемыми стопорами для резьбы, и самих управляемых стопоров. Введены также ряды выступов удержания устройства, равномерно размещенные на внешней поверхности корпуса, и пружинящий фиксатор захвата пережимаемого металлического трубопровода с дужкой, надетый на консоли пустотелой оси силовой скобы, при этом силовая скоба в зоне контактирования с пережимаемым металлическим трубопроводом имеет скошенные боковые поверхности для взаимодействия с пружинящим фиксатором захвата. In addition, a separation mechanism was introduced, consisting of a safety toroidal spring fixed at the end of the pusher in contact with the stem of the punch, the pusher provided with an interaction edge with controlled stoppers for threading, and the controlled stoppers themselves. There are also introduced rows of protrusions for holding the device, evenly placed on the outer surface of the housing, and a spring retainer for gripping the pinch metal pipe with the bow, worn on the console of the hollow axis of the power bracket, while the power bracket in the contact zone with the pinch metal pipe has beveled side surfaces to interact with spring locking catch.

Таким образом, масса самого устройства снабжена более чем на 1.5 порядка разделение устройства после обжатия трубопровода позволяет оставить на пережатом участке только отделяемую головку, масса которой составляет лишь 20-25% массы всего устройства, баланс остаточных после обжатия трубопровода и разделения устройства напряжений в корпусе силовой скобы, матрице и пережатом трубпроводе обеспечивает требуемую герметичность пережатого участка трубопровода во всех условиях работы КА и на требуемое время, вместо громоздкой и сложной системы пневмогидравлического привода применен компактный силовой привод с высоким уровнем запаса механической энергии на базе монокристалла с эффектом памяти, для работы которого достаточно бортовой сети электропитания на КА или даже переносного аккумулятора емкостью 12 А•ч. Thus, the mass of the device itself is provided with more than 1.5 orders of magnitude. The separation of the device after crimping the pipeline allows you to leave only a detachable head on the clamped section, the mass of which is only 20-25% of the mass of the whole device, the balance of the residual stresses after crimping the pipe and separating the device in the power case staples, matrix and pinched piping provides the required tightness of the pinched portion of the pipeline in all conditions of the spacecraft and for the required time, instead of a bulky and complex system nevmogidravlicheskogo compact drive actuator applied with a high level of mechanical energy reserve based on a single crystal with a memory effect, which is sufficient for the onboard power supply on the spacecraft or even a portable battery capacity of 12 A • h.

Наличие теплоизоляторов исключает термическое воздействие на трубопровод силового привода через другие элементы конструкции, т.к. требуемый для обратного мартенситного превращения нагрев силового привода до 180^oС, вызывающий срабатывание устройства, сразу прекращается, а последующее разделение устройства и вовсе снимает этот вопрос. Теплоизоляторы, отделяющие силовой привод от остальных элементов конструкции устройства, обеспечивают достаточную равномерность нагрева всех колец набора, а значит и обязательное их срабатывание, пусть даже с разбросом по времени от 0,01 до 2 с. Интегральный эффект выражается элементарным суммированием как перемещений, так и усилий от каждого кольца.The presence of heat insulators eliminates the thermal effect on the pipeline power drive through other structural elements, because the heating of the power drive required for the reverse martensitic transformation to 180 ^o C, causing the device to operate, immediately stops, and the subsequent separation of the device completely removes this issue. The heat insulators separating the power drive from the remaining structural elements of the device provide sufficient uniformity of heating of all the rings of the set, and hence their mandatory operation, even with a time spread of 0.01 to 2 s. The integral effect is expressed by the elementary summation of both displacements and efforts from each ring.

Использование в силовом приводе набора колец вместо сплошной трубы вместе с небольшим проигрышем по длине набора дает значительные технологические преимущества унификации для ряда изделий с аналогичным приводом, контроля их качества, подгонки параметров набора и сборки устройства, в том числе на борту КА, когда сработавший комплект силового привода заменяется свежим, "заряженным" на Земле спустя неограниченное время. Пружинящий фиксатор захвата позволяет свести участие оператора в процессе пережатия металлического трубопровода к поиску нужного участка трубопровода, захвату его зевом силовой скобы, повороту дужки пружинящего фиксатора, включению питания нагревателя и удалению отделившегося корпуса и сыгравшего свою рель пружинящего фиксатора захвата. Все манипуляции с устройством пережатия металлического трубопровода оператор-космонавт может выполнять одной рукой, чему во многом способствуют ряды выступов удержания устройства, создающие эффект прилипания к тканной поверхности рукавицы. The use of a set of rings instead of a solid pipe in a power drive together with a small loss in the length of the set gives significant technological advantages of unification for a number of products with the same drive, quality control, adjustment of the set parameters and assembly of the device, including on board the spacecraft when the power set has worked the drive is replaced by a fresh, “charged” on Earth after an unlimited time. A spring-loaded locking clamp allows the operator to participate in the process of clamping a metal pipeline to search for the desired section of the pipeline, grab it with the throat of the power bracket, turn the bow of the spring clamp, turn on the heater power and remove the detached housing and play the spring clamp catch. An operator-cosmonaut can perform all manipulations with a device for clamping a metal pipeline with one hand, which is greatly facilitated by the rows of protrusions of the device holding, creating the effect of adhesion to the fabric surface of the mitten.

Суть предлагаемого решения поясняется чертежами, представленными на фиг. 2-9. The essence of the proposed solution is illustrated by the drawings shown in FIG. 2-9.

На фиг.2 приведен общий вид устройства для пережатия;
на фиг.3 показан вид сверху устройства для пережатия;
на фиг.4 отражена фиксация устройства для пережатия на трубопроводе;
на фиг. 5 показан фрагмент сработавшего устройства для пережатия до отделения привода;
на фиг. 6 представлено сечение трубопровода в зоне обжатия;
на фиг.7 показана удерживающая головка устройства для пережатия на трубопроводе после отделения привода;
на фиг. 8 показана удерживающая головка устройства для пережатия с входящими деталями на трубопроводе после отделения привода и пружинящего фиксатора захвата;
на фиг.9 показана в плане удерживающая головка устройства для пережатия на трубопроводе после отделения привода и пружинящего фиксатора захвата.Figure 2 shows a General view of the device for clamping;
figure 3 shows a top view of the device for clamping;
figure 4 shows the fixation of the device for clamping on the pipeline;
in FIG. 5 shows a fragment of an activated clamping device prior to separation of the drive;
in FIG. 6 shows a section of a pipeline in a compression zone;
7 shows the holding head of the device for clamping on the pipeline after separation of the drive;
in FIG. Figure 8 shows the holding head of the clamping device with incoming parts on the pipeline after separating the drive and the spring retainer;
figure 9 shows in plan a holding head of the device for clamping on the pipeline after separation of the drive and the spring retainer of the capture.

Прописными буквами обозначены характерные зоны и участки деталей устройства: А - зев захвата пережимаемого трубопровода, Б - пережимаемый трубопровод, В - позиционирующая поверхность удерживающей головки, Г - скошенные боковые поверхности удерживающей головки для взаимодействия с пружинящим фиксатором захвата, Д - рабочие кромки матрицы и пуансона, Е - плоские обнижения рабочих кромок матрицы и пуансона, Ж - упор, ограничивающий ход пуансона со штоком, И - зона сочленения корпуса и отделяемой головки, К - поверхность опорной втулки для взаимодействия с силовыми С-образными пружинными фиксаторами, Л - кромка толкателя для отвода шариков управляемых стопоров для резьбы, М - направляющие пазы, Н - петли пружинящего фиксатора захвата для крепления на пустотелой оси удерживающей головки, О - выступы на корпусе, улучшающие фиксацию устройства в руке оператора. Uppercase letters denote the characteristic zones and sections of the device parts: A - mouth of the gripper of the compressible pipeline, B - compressible pipeline, C - the positioning surface of the holding head, D - the beveled side surfaces of the holding head for interaction with the spring retainer of the capture, D - working edges of the matrix and punch , E - flat lowering of the working edges of the matrix and punch, G - emphasis restricting the stroke of the punch with the rod, And - the zone of articulation of the housing and the detachable head, K - the surface of the support sleeve for inter actions with power C-shaped spring clips, L - the edge of the pusher for the removal of balls of controlled stoppers for threads, M - guide grooves, N - loops of the spring retainer for gripping for mounting on the hollow axis of the holding head, O - protrusions on the housing, which improve the fixation of the device in operator’s hand.

Предлагаемое устройство содержит корпус 1 устройства, дужку 2 фиксатора, пружинящий фиксатор захвата 3, удерживающую головку 4, матрицу 5, электронагреватель 6, силовой привод 7, теплоизоляторы 8, 9 и 10, теплопроводящую пасту 11, толкатель 12, пуансон 13, шток 14, предохранительную тороидальную пружину 15, силовые С-образные пружинные фиксаторы 16, опорную втулку 17, шарики 18 управляемых стопоров для резьбы, управляемые стопоры для резьбы 19, штифты 20, крышку 21 устройства, пустотелую ось фиксатора 22, крышку 23 электронагревателя, провод питания 24 электронагревателя. The proposed device comprises a device body 1, a clamp arm 2, a locking spring retainer 3, a holding head 4, a matrix 5, an electric heater 6, a power drive 7, heat insulators 8, 9 and 10, heat-conducting paste 11, a pusher 12, a punch 13, a rod 14, safety toroidal spring 15, power C-shaped spring clips 16, support sleeve 17, balls 18 of controlled stoppers for thread, controlled stoppers for thread 19, pins 20, cover 21 of the device, hollow axis of lock 22, cover 23 of electric heater, power supply wire 24 of electron revatelya.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

Оператор, удерживая рукой корпус 1 устройства, захватывает зевом А подлежащий пережатию трубопровод Б и большим пальцем отжимает от себя дужку 2 пружинящего фиксатора захвата 3, позиционируя тем самым устройство на нужном месте трубопровода. The operator, holding the device body 1 with his hand, grasps the pipe B to be squeezed with the pharynx A and squeezes the handle 2 of the spring retaining clamp 3 from himself with his thumb, thereby positioning the device in the right place of the pipeline.

При отжатии дужки 2 до упора пружинящий фиксатор захвата 3 прижимает трубопровод к поверхности В удерживающей головки 4 и упругой матрице 5 и самоконтрится трением при поджатии по байонетному типу трубопровода к матрице, обеспечивая перпендикулярность пережимающих элементов устройства оси трубопровода, и дополнительно трением своих упругих концов о скошенные поверхности Г удерживающей головки. Включается питание электронагревателя 6 силового привода 7, выполненного из материала с эффектом памяти формы и отгороженного от остальных элементов конструкции теплоизоляторами 8, 9 и 10, зазор между электронагревателем и трубчатым приводом заполнен теплопроводящей пастой 11, улучшающей быстродействие устройства и снижающей потребление энергии. When the handle 2 is pressed all the way, the spring retainer 3 grips the pipeline against the surface B of the holding head 4 and the elastic matrix 5 and will self-control by friction when it is pressed by the bayonet type of the pipeline to the matrix, ensuring the clamping elements of the device are perpendicular to the axis of the pipeline, and additionally friction their elastic ends against the beveled surface G of the holding head. The power of the electric heater 6 of the power drive 7 is turned on, made of material with a shape memory effect and fenced off from the other structural elements by heat insulators 8, 9 and 10, the gap between the electric heater and the tubular drive is filled with heat-conducting paste 11, which improves the speed of the device and reduces energy consumption.

При достижении температуры обратных мартенситных превращений силовой привод 7 скачком удлиняется, перемещая с помощью толкателя 12 и штока 14 пуансон 13, пережимающий трубопровод "Б", находящийся на матрице 5; притупленные кромки "Д" матрицы и пуансона трансформируют кольцевое сечение трубопровода в бочкообразное с нулевым радиусом кривизны боковых стенок и утоняют суммарную толщину донных стенок до величины h=0.8•2s, где s толщина стенки трубопровода в исходном состоянии, при этом уменьшается исходный прогиб матрицы f, плоские участки кромок Е матрицы и пуансона только перекрывают проходное сечение трубопровода без остаточного утонения толщины стенки трубопровода s, являясь предварительными ограничителями перемещения пуансона 13, гарантирующими необходимую величину h. Упругая деформация матрицы и стенок трубопровода в зоне плоских участков кромок Е ограничивается подходом торца штока 14 пуансона 13 к упору Ж удерживающей головки 4. Прекращение движения пуансона стабилизирует напряжения сжатия в материале деформированного трубопровода и изгиба матрицы и увеличивает растягивающую нагрузку корпуса 1, удерживающей головки 4 и зоны их сочленения И, а также усилие сжатия предохранительной тороидальной пружины 15. When the temperature of the reverse martensitic transformations is reached, the power drive 7 leaps in leaps, moving with the help of a pusher 12 and a rod 14 a punch 13, pinch pipe "B" located on the matrix 5; the blunted edges “D” of the matrix and punch transform the annular section of the pipeline into a barrel-shaped one with a zero radius of curvature of the side walls and thin the total thickness of the bottom walls to h = 0.8 • 2s, where s is the wall thickness of the pipeline in the initial state, while the initial deflection of the matrix f decreases , the flat sections of the edges E of the matrix and the punch only overlap the bore of the pipeline without residual thinning of the pipe wall thickness s, being preliminary limiters for the movement of the punch 13, guaranteeing mi desired value h. The elastic deformation of the matrix and the walls of the pipe in the area of the flat sections of the edges E is limited by the approach of the end face of the stem 14 of the punch 13 to the stop W of the holding head 4. Stopping the movement of the punch stabilizes the compression stresses in the material of the deformed pipeline and the bending of the matrix and increases the tensile load of the housing 1, the holding head 4 and the zones of their articulation And, as well as the compression force of the safety toroidal spring 15.

При достаточном прогибе предохранительной тороидальной пружины силовые С-образные пружинные фиксаторы 16 выходят из проточки в штоке 14 на поверхность К опорной втулки 17, затем шарики 18 управляемых стопоров для резьбы 19 кромкой Л толкателя 12 отводятся в радиальном направлении, тем самым обеспечивается условие отделения корпуса 1 с силовым приводом, нагревателем, крышками 21, 23 и теплоизоляторами 8, 9 и 10 от удерживающей головки 4. Усилие отделения, обеспечиваемое силовым приводом после пережатия трубопровода и обеспечения должного напряжения в корпусе удерживающей головки, будучи уже значительно меньше стартового усилия силового привода из-за достаточно крутопадающей зависимости развиваемого материалом с эффектом памяти формы усилия от произведенного перемещения, постепенно убывает из-за возникновения сил трения скольжения в многозаходной трапецеидальной резьбовой паре И зоны сочленения корпуса 1 и удерживающей головки 4 и перемещения корпуса вместе с одной из поверхностей приложения усилия разделения. With a sufficient deflection of the safety toroidal spring, the force C-shaped spring clips 16 extend from the groove in the rod 14 to the surface K of the support sleeve 17, then the balls 18 of the controlled stoppers for thread 19 with the edge L of the pusher 12 are retracted in the radial direction, thereby ensuring the housing 1 with power drive, heater, covers 21, 23 and heat insulators 8, 9 and 10 from the holding head 4. The separation force provided by the power drive after clamping the pipeline and ensuring proper voltage in the housing of the holding head, being already much smaller than the starting force of the power drive due to the rather steeply depending dependence of the force form developed by the material with the effect of memory on the displacement, gradually decreases due to the occurrence of sliding friction forces in the multi-start trapezoidal threaded pair AND of the joint zone of the housing 1 and holding head 4 and moving the housing together with one of the surfaces of application of the separation force.

Эффект торможения усиливается трением, связанным с механической инерционностью силового привода 7. В результате разделения устройства корпус 1 с входящими элементами разворачивается относительно общей оси и отделяется от удерживающей головки 4. При этом положение кромок матрицы и пуансона сохраняется благодаря наличию направляющих пазов М в штоке 14 и соответствующих штифтов 20 в корпусе удерживающей головки. В процессе пережатия происходит перемещение оси трубопровода относительно опоры - кромки матрицы на величину 0,5 (D-h), освобождающее трубопровод от поджатия пружинящим фиксатором захвата 3 (фиг.7), т.е. фиксатор, передав свою функцию матрице и пуансону, перестал быть необходимым. Пустотелая ось 22 пружинящего фиксатора захвата, размещенная в удерживающей головке, имея консольные концы достаточной для операции фиксации трубопровода длины, позволяет путем поворота дужки 2 на 30-40^o относительно оси устройства сбросить с нее одну петлю Н фиксатора 3, затем симметричным движением - другую и удалить пружинящий фиксатор захвата с удерживающей головки и трубопровода. Выступы О на корпусе устройства улучшают фиксацию устройства в руке оператора, позволяя выполнять всю работу одной рукой.The braking effect is enhanced by friction associated with the mechanical inertia of the power drive 7. As a result of the separation of the device, the housing 1 with incoming elements is rotated relative to the common axis and separated from the holding head 4. In this case, the position of the edges of the matrix and punch is maintained due to the presence of guide grooves M in the rod 14 and corresponding pins 20 in the housing of the holding head. In the process of clamping, the axis of the pipeline moves relative to the support - the edge of the matrix by a value of 0.5 (Dh), freeing the pipeline from being pinched by the spring retainer 3 (Fig. 7), i.e. the latch, passing its function to the matrix and punch, ceased to be necessary. The hollow axis 22 of the spring retainer clamp, located in the holding head, having cantilever ends sufficient for the operation of fixing the pipeline length, allows you to rotate the bow 2 30-40 ^o relative to the axis of the device to drop one loop H of the retainer 3 from it, then another with a symmetrical movement and remove the locking spring retainer from the holding head and pipe. The protrusions O on the device body improve the fixation of the device in the operator’s hand, allowing you to perform all the work with one hand.

Таким образом, совокупность новых признаков предложенного решения устройства для пережатия металлических трубопроводов позволило выполнить поставленную задачу, достигнув нового технического результата: предоставлена возможность безопасной и уверенной работы оператора в скафандре в местах с ограниченными доступом и визуальным контролем операции пережатия функционирующего трубопровода, обеспечена требуемая герметичность и необходимая прочность участка трубопровода, пережатого с его помощью без какого-либо термического воздействия непосредственно на трубопровод при одновременном принципиальном уменьшении габаритов и массы всего устройства и минимальном потреблении энергии для проведения операции пережатия. Thus, the combination of new features of the proposed solution of the device for clamping metal pipelines made it possible to achieve the task, having achieved a new technical result: it was possible to safely and confidently operate the operator in a spacesuit in places with limited access and visual control of the operation of clamping a functioning pipeline, the required tightness and necessary the strength of the pipeline section, pinched with its help without any thermal impact directly to the pipeline, while at the same time fundamentally reducing the dimensions and mass of the entire device and minimizing energy consumption for the operation of clamping.

Claims

A device for clamping metal pipelines, mainly in outer space, comprising a housing, a power bracket with a matrix and a punch with guides mounted on a rod connected through a pusher with a power drive, and a power drive, characterized in that the power bracket is made in the form of a detachable head, a multi-start trapezoidal thread connected with the housing with gaps for placement of controlled stoppers for the thread in the housing, and equipped with a support sleeve for power locking of the punch rod and a hollow axis, the matrix mounted on the power bracket is made of spring material with a deflection in the direction of the compressible pipeline, the working edges of the matrix and punch have limiters for the permanent deformation of the pipeline in the form of flat depressions, power c-shaped spring stoppers placed in a special groove of the punch rod are introduced, the power drive is made in in the form of a set of rings made of a material with a shape memory effect mounted on a heat-conducting paste inside it with an electric heater and with thermal insulation in the form of washers and thin-walled pipes made of heat-resistant high-strength material, in addition, a separation mechanism was introduced, consisting of a safety toroidal spring fixed in the end of the pusher in contact with the stem of the punch, the pusher provided with an interaction edge with controlled stoppers for threading, and the controlled stoppers themselves, and a number of retention protrusions were also introduced devices evenly placed on the outer surface of the housing, and a spring retainer for gripping a pinch metal pipe with a bow, worn on the console of a hollow core power bracket, wherein the bracket force in the contacting zone with the pinch metal pipe has chamfered side surfaces for interaction with the resilient latch grip.