RU2434179C1 - Intratubal tow device for mains (versions) - Google Patents
Intratubal tow device for mains (versions) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2434179C1 RU2434179C1 RU2010120095/06A RU2010120095A RU2434179C1 RU 2434179 C1 RU2434179 C1 RU 2434179C1 RU 2010120095/06 A RU2010120095/06 A RU 2010120095/06A RU 2010120095 A RU2010120095 A RU 2010120095A RU 2434179 C1 RU2434179 C1 RU 2434179C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rotor
- rotation
- drive
- axis
- housing
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Arrangement Or Mounting Of Propulsion Units For Vehicles (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области строительства и эксплуатации магистральных трубопроводов, в части контроля и диагностики их состояния, и может быть использовано для буксирования контрольного и диагностического аппарата с заданной равномерной скоростью, обеспечивающей надлежащие точность и эффективность его работы, а также для доставки технологического оборудования различного назначения в заданное место трубопровода.The invention relates to the field of construction and operation of trunk pipelines, in terms of monitoring and diagnosing their condition, and can be used to tow a control and diagnostic apparatus with a given uniform speed, ensuring proper accuracy and efficiency of its operation, as well as for delivering technological equipment for various purposes given place of the pipeline.
Известно устройство для перемещения в трубопроводе (RU, патент №2080945, B08B 9/04, 10.06.1997 г.), содержащее корпус и двухзвенный механизм шагового перемещения, включающий силовые цилиндры перемещения одного звена относительно другого, центрирующие и опорные элементы с силовыми цилиндрами. Питание цилиндров осуществляется по гидромагистрали от внешней насосной станции, так же как и управление по электрокабелю от внешнего устройства. Перемещение устройства в трубопроводе осуществляют подводом гидравлической энергии и управляющих импульсов от внешних, вне трубопровода, источников и тем, что попеременно закрепляют одно из звеньев относительно трубопровода и перемещают относительно его другое звено, свободное от закрепления.A device for moving in a pipeline is known (RU, patent No. 2080945, B08B 9/04, June 10, 1997), comprising a housing and a two-link step-by-step mechanism, including power cylinders for moving one link relative to another, centering and supporting elements with power cylinders. The cylinders are powered via a hydraulic line from an external pumping station, as well as control by an electric cable from an external device. The device is moved in the pipeline by supplying hydraulic energy and control pulses from external sources, outside the pipeline, and by alternately securing one of the links relative to the pipeline and moving the other link relative to it, free from fixing.
Недостатками устройства являются:The disadvantages of the device are:
- неравномерность скорости перемещения устройства в моменты переключения силовых цилиндров;- uneven speed of movement of the device at the moments of switching power cylinders;
- отсутствие контроля скорости перемещения и средств корректирования ее;- lack of control of the speed of movement and means of adjusting it;
- невозможность применения в магистральных трубопроводах, по причине нереальности подачи по магистральным линиям энергии и управляющих импульсов устройству от внешних источников на расстояния, присущие магистральным трубопроводам, измеряемые в иных случаях десятками километров.- the impossibility of use in trunk pipelines, due to the unrealistic supply of energy and control pulses to the device from external sources at distances inherent in trunk pipelines, measured in other cases by tens of kilometers.
Известно внутритрубное транспортное средство (RU, патент №2093281, B08B 9/04, 20.04.1997), содержащее корпус, средство перемещения в виде нескольких движителей с электромеханическим приводом, и средство прижатия движителей к поверхности перемещения, при этом средство перемещения выполнено в виде двух колес, контактирующих с противолежащими участками поверхности перемещения, а средство прижатия выполнено в виде соединяющей их U-образной пластинчатой пружины с разновеликими плечами, при этом энергопитание осуществляется от бортового источника.Known in-tube vehicle (RU, patent No. 2093281, B08B 9/04, 04/20/1997), comprising a housing, a means of movement in the form of several propulsion devices with an electromechanical drive, and means for pressing the propulsion devices to the surface of movement, while the movement means is made in the form of two wheels in contact with opposite parts of the displacement surface, and the pressing means is made in the form of a U-shaped leaf spring connecting them with different-sized shoulders, while the power supply is from an on-board source.
Перемещение средства в трубопроводе осуществляют тем, что воздействуют вращаемыми приводом колесами на поверхность трубопровода, с усилием прижатыми к ней, в результате чего возникает реакция поверхности трубопровода, приложенная к средству, перемещающая его по трубопроводу.The movement of the means in the pipeline is carried out by the fact that the wheels driven by the drive rotate on the surface of the pipeline, with a force pressed against it, as a result of which a reaction of the surface of the pipeline is applied to the means, moving it through the pipeline.
Недостатками устройства являются:The disadvantages of the device are:
- отсутствие контроля скорости перемещения и устройств на нем для ее корректирования;- lack of control of the speed of movement and devices on it for its correction;
- невозможность применения в магистральных трубопроводах по причинам: первая - из-за больших расстояний обследуемых участков трубопровода, измеряемых десятками километров, нереально обеспечить энергопитание транспортного средства от аккумуляторов энергии в силу их ограниченности и конечности ее запасов; вторая - энергопитание от автономных источников типа двигателей внутреннего сгорания неосуществимо, потому что рабочая среда в трубопроводе может быть жидкой или бескислородной газовой.- the impossibility of using in main pipelines for reasons: the first - because of the large distances of the pipeline sections being measured, measured in tens of kilometers, it is impossible to provide energy to the vehicle from energy accumulators due to their limited nature and the finiteness of its reserves; the second - power supply from autonomous sources such as internal combustion engines is not feasible, because the working medium in the pipeline can be liquid or oxygen-free gas.
Известны поршни-разделители типа ОПР-М-Э, ПР («Очистка и испытания магистральных трубопроводов», Е.М.Климовский, Ю.В.Колотилов. - Москва: Недра, 1987), содержащие корпус и закрепленные на нем герметизирующие элементы из эластомеров. Перемещение поршней-разделителей по трубопроводу осуществляют тем, что создают на них перепад давления рабочей среды воздействием потока ее, который подают в начале обследуемого участка магистрального трубопровода от внешнего источника к поршню-разделителю, при открытом конце участка, при этом усилие, создаваемое перепадом давления, приложено к поршню-разделителю и перемещает его по трубопроводу.Known piston separators of the type OPR-M-E, PR ("Cleaning and testing of pipelines", E. Klimovsky, Yu.V. Kolotilov. - Moscow: Nedra, 1987), containing a housing and sealing elements fixed to it from elastomers. Moving the piston separators through the pipeline is carried out by creating a differential pressure of the working medium by the action of its flow, which is supplied at the beginning of the examined section of the main pipeline from an external source to the piston separator, with the open end of the section, while the force created by the pressure drop attached to the piston-separator and moves it through the pipeline.
Недостатком устройства является большая неконтролируемая и никак не корректируемая неравномерность скорости его перемещения: на спуске трубопровода по рельефу местности возможны ускорения или рывок поршня-разделителя, на подъеме - замедление или остановка его, на горизонтальном участке все эти явления возможны перед и за местом искажения правильной геометрической формы сечения трубы, даже в пределах допустимой нормы. Это самым серьезным образом может отразиться, например, на точности, качестве и эффективности работы контролирующего и диагностирующего состояние трубопровода аппарата, буксируемого в нем поршнем-разделителем.The disadvantage of this device is the large uncontrolled and in no way correctable unevenness of the speed of its movement: on the descent of the pipeline along the terrain, acceleration or jerk of the separator piston is possible, on the rise - it can slow down or stop, on a horizontal section all these phenomena are possible before and after the distortion of the correct geometric sectional shape of the pipe, even within the permissible norm. This can most seriously affect, for example, the accuracy, quality and efficiency of the control and diagnosing the state of the pipeline apparatus towed in it by a piston separator.
Недостатком устройства является большая сила трения герметизирующих устройств о поверхность трубопровода, что приводит к необходимости значительного повышения давления рабочей среды перед поршнем-разделителем.The disadvantage of this device is the high friction force of the sealing devices on the surface of the pipeline, which leads to the need for a significant increase in the pressure of the working medium in front of the piston separator.
Известен поршень-разделитель, используемый при заполнении полости магистрального трубопровода водой (SU, а.с. №1427148, F17D 5/02, 30.09.1988), содержащий внешний источник жидкой рабочей среды, однонаправленный скребок, включающий корпус с герметизирующими манжетами, и устройство согласования скорости перемещения поршня-разделителя со скоростью поступления потока рабочей среды.Known piston separator used when filling the cavity of the main pipeline with water (SU, AS No. 1427148, F17D 5/02, 09/30/1988), containing an external source of liquid working medium, a unidirectional scraper, including a housing with sealing cuffs, and a device coordination of the speed of movement of the piston-separator with the flow rate of the flow of the working medium.
Перемещение поршня-разделителя в трубопроводе осуществляют тем, что от внешнего источника в начале обследуемого участка подают поток жидкой рабочей среды к поршню-разделителю, при открытом конце участка, воздействием потока создают перепад давления рабочей среды на скребке и также создают тормозящее усилие на устройстве согласования скорости относительно трубопровода, которое заранее настраивают на заданную максимальную величину в зависимости от рельефа местности, по которой проложен трубопровод, с тем, чтобы уравнять скорость перемещения поршня-разделителя со скоростью поступления потока рабочей среды, путем регулирования величины тормозящего усилия в пределах заданной максимальной величины. Усилие, создаваемое перепадом давления, приложено к поршню-разделителю и перемещает его по трубопроводу.Moving the separator piston in the pipeline is carried out by the fact that from the external source at the beginning of the test section, a liquid working medium flow is fed to the separator piston, at the open end of the section, the pressure creates a pressure difference of the working medium on the scraper and also creates a braking force on the speed matching device relative to the pipeline, which is pre-configured to a predetermined maximum value depending on the terrain on which the pipeline is laid so as to equalize the speed of escheniya piston separator at a rate flow of working medium receipt, by adjusting the braking effort within a predetermined maximum value. The force created by the differential pressure is applied to the piston-separator and moves it through the pipeline.
Недостатками поршня-разделителя являются:The disadvantages of the piston separator are:
- отсутствие контроля скорости перемещения поршня-разделителя и средств на нем для корректирования скорости;- lack of control of the speed of movement of the piston-separator and means on it for speed adjustment;
- невозможность применения поршня-разделителя в газовой рабочей среде;- the inability to use the piston separator in a gas working environment;
- неравномерность скорости перемещения, обусловленная нестабильностью величины силы трения тормозных башмаков устройства согласования скорости о поверхность трубопровода.- uneven speed of movement, due to the instability of the friction force of the brake shoes of the device matching the speed of the surface of the pipeline.
Известен внутритрубный транспортный снаряд (RU, патент №2369454, B08B 9/055, 10.10.2009 г.), содержащий передние и задние центрирующие колеса с пружинными механизмами и гидроприводами прижатия их к поверхности магистрального трубопровода и гидросистему, состоящую из гидробака, гидроаккумуляторов, гидронасоса с приводом через цепные передачи от задних центрирующих колес, теплообменника, блока электрогидроаппаратуры управления гидросистемой, гидроцилиндров прижатия к поверхности трубопровода башмаков, устройства согласования скорости, при этом снаряд содержит также микропроцессор, управляющий им через электросистему, состоящую из электрогенератора с приводом через цепную передачу от заднего центрирующего колеса, электроаккумулятора, блока управления, датчиков скорости и давления. Работу снаряда осуществляют подачей, от внешнего источника потока воздуха или газа к снаряду, перемещением снаряда, создаваемым на нем потоком перепадом давлений и созданием тормозящего усилия на снаряде, величина которого зависит от характеристики рельефа местности. Величину скорости перемещения снаряда контролируют и, в случае отклонения ее от заданной, корректируют путем изменения величины тормозящего усилия. Для этого часть энергии потока преобразуют в гидравлический и электрический виды энергии, которые используют для создания тормозящего усилия. Давление потока рабочей среды заранее задают в зависимости от рельефа местности. Снаряд содержит корпус с герметизирующей манжетой из эластомера и устройство согласования скорости.Known in-tube transport projectile (RU, patent No. 2369454, B08B 9/055, 10.10.2009), containing front and rear centering wheels with spring mechanisms and hydraulic actuators pressing them to the surface of the main pipeline and a hydraulic system consisting of a hydraulic tank, hydraulic accumulators, hydraulic pump with a drive through chain transmissions from the rear centering wheels, a heat exchanger, a block of electrohydraulic equipment for controlling the hydraulic system, hydraulic cylinders pressed to the surface of the pipeline of shoes, a device for matching speed, while sleeping the row also contains a microprocessor controlling it through an electrical system consisting of an electric generator driven by a chain drive from the rear centering wheel, an electric accumulator, a control unit, speed and pressure sensors. The projectile is operated by supplying, from an external source of air or gas flow to the projectile, moving the projectile, the differential pressure created by it and creating a braking force on the projectile, the magnitude of which depends on the characteristics of the terrain. The value of the velocity of the projectile is controlled and, in the case of deviation from the set value, is adjusted by changing the amount of braking force. For this, part of the flow energy is converted into hydraulic and electric forms of energy, which are used to create a braking force. The pressure of the flow of the working medium is pre-set depending on the terrain. The projectile includes a housing with a sealing cuff made of elastomer and a speed matching device.
Недостатками снаряда являются:The disadvantages of the projectile are:
- сложность трансмиссий, связывающих задние центрирующие колеса с преобразователями механической энергии в электрическую и гидравлическую формы;- the complexity of the transmissions connecting the rear centering wheels with converters of mechanical energy into electrical and hydraulic forms;
- нерациональность конструктивного решения, использующего передние центрирующие колеса только для поддержания снаряда в осесимметричном положении относительно трубы;- the irrationality of the design solution using the front centering wheels only to maintain the projectile in an axisymmetric position relative to the pipe;
- неуправляемость силы трения манжеты о стенки трубы.- uncontrollability of the friction force of the cuff on the pipe wall.
Известен запирающий эластичный герметизирующий элемент в виде (SU, а.с. №1732109, F16L 55/18, 01.06.92) резинотканевой армированной оболочки, снабженной пружинно-кордным формообразователем, связанным канатами с устройством.Known locking elastic sealing element in the form of (SU, AS No. 1732109, F16L 55/18, 06/01/92) rubber-fabric reinforced shell, equipped with a spring-cord former, connected by ropes to the device.
Недостатками элемента являются:The disadvantages of the element are:
- наличие тканевой основы оболочки, огранивающей ее упругие свойства;- the presence of the tissue base of the shell, limiting its elastic properties;
- наличие корда в формообразователе, ограничивающего его упругие свойства.- the presence of a cord in the former, limiting its elastic properties.
Известен движитель для перемещения внутри трубы (SU, а.с. №951796, F16L 55/00, B08B 9/04, 15.12.1984), включающий корпус с приводом, подпружиненные стабилизирующие ролики, ротор, содержащий связанный с приводом приводной вал с установленными на нем, с возможностью вращения, под углом их диаметральной плоскости к оси трубы, отличающимся от 90°, фрикционными роликами, которые установлены на втулках, в свою очередь, установленных на роторе, дисбалансы.Known mover for moving inside the pipe (SU, AS No. 951796,
Работу движителя осуществляют вращением ротора приводом, при этом фрикционные ролики обкатываются по поверхности трубы по винтовой линии и поступательно перемещают движитель по трубе, чему способствуют стабилизирующие ролики, гасящие реактивный момент ротора и центрирующие корпус относительно трубы.The mover operates by rotating the rotor with a drive, while the friction rollers run around the pipe surface along a helical line and translate the mover along the pipe, which is facilitated by stabilizing rollers that quench the rotor reactive moment and center the housing relative to the pipe.
Движитель имеет ряд недостатков:The mover has several disadvantages:
- неприменим в магистральных трубопроводах из-за ограниченности величины запаса энергии для привода;- not applicable in main pipelines due to the limited amount of energy reserve for the drive;
- наличие вращающихся дисбалансов генерирует вибрацию самого движителя и трубы, что при буксировании контрольно-диагностического аппарата крайне негативно скажется на его работе;- the presence of rotating imbalances generates vibration of the propulsion device itself and the pipe, which when towing the control and diagnostic device will have an extremely negative effect on its operation;
- неуравновешенность вращающихся дисбалансов приводит к циклической неравномерности нагрузки на привод, что значительно ограничивает его ресурс.- the imbalance of the rotating imbalances leads to a cyclic uneven load on the drive, which significantly limits its resource.
Движитель по технической сущности и достигаемым техническим результатам наиболее близок к заявляемому изобретению.Mover on the technical nature and the achieved technical results is closest to the claimed invention.
Технической задачей изобретения является конструкция внутритрубного буксировщика для магистрального трубопровода, имеющего несложное устройство, небольшой вес, простую систему управления и способ перемещения его в магистральном трубопроводе, создающие благоприятные условия для стабильной работы внешнего источника рабочей среды и для надежной работы контрольно-диагностического аппарата и обеспечивающие осуществление им контроля и диагностирования состояния магистрального трубопровода с высоким качеством, точностью и эффективностью в газовой рабочей среде путем обеспечения заданной равномерной скорости перемещения аппарата в трубопроводе, буксируемого внутритрубным буксировщиком, с наименьшими потерями энергии потока рабочей среды.An object of the invention is the design of an in-line towing vehicle for a trunk pipeline having a simple device, low weight, a simple control system and a method of moving it in the trunk pipeline, creating favorable conditions for the stable operation of an external source of the working medium and for reliable operation of the control and diagnostic apparatus and ensuring the implementation monitoring and diagnosing the state of the main pipeline with high quality, accuracy and efficiency in a gas working medium by ensuring a given uniform speed of movement of the apparatus in the pipeline, towed by an in-line towing vehicle, with the least loss of energy of the working medium flow.
Техническая задача по внутритрубному буксировщику для магистрального трубопровода, содержащему корпус с приводом, ротор спереди корпуса с приводным валом, связанным с приводом, подпружиненные стабилизирующие ролики и фрикционные ролики, установленные на роторе под углом к оси трубы, отличающимся от 90°, дисбалансы, втулки, решается согласно изобретению тем, что буксировщик включает второй, задний, ротор с приводным валом, установленный с заднего конца корпуса и имеющий вращение в противоположном переднему направлении, функцию стабилизирующих роликов выполняют фрикционные ролики, выполненные в виде подпружиненных обрезиненных колес в количестве не менее трех на один ротор, с возможностью их поворота в пределах 15÷75° угла α между осью трубы и их диаметральной плоскостью, являющихся поворотными дисбалансами относительно приводного вала и установленных на флюгерных лафетах, закрепленных полуосью во втулках на роторе, причем ось поворота лафета вынесена вперед по ходу обкатывания колеса по трубе на расстояние Z от оси колеса, при этом на корпусе закреплен эластичный герметизирующий, в виде усеченного полого тонкостенного конуса, элемент из армированного косоугольной сеткой эластомера, оснащенный по свободному краю формообразователем из эластомера, армированного пружинным кольцом из зигзагообразно изогнутой по длине стальной ленты, скрепленной канатами с корпусом, а элемент подперт спереди двумя разновеликими по высоте и толщине полыми усеченными конусами из эластомера.The technical task of the in-line towing vehicle for the main pipeline, comprising a housing with a drive, a rotor in front of the housing with a drive shaft connected to the drive, spring-loaded stabilizing rollers and friction rollers mounted on the rotor at an angle to the pipe axis other than 90 °, imbalances, bushings, is solved according to the invention in that the towing device includes a second, rear, rotor with a drive shaft mounted on the rear end of the housing and having rotation in the opposite front direction, a stabilization function The friction rollers are made of friction rollers made in the form of spring-loaded rubberized wheels in an amount of at least three per rotor, with the possibility of their rotation within 15 ÷ 75 ° of the angle α between the pipe axis and their diametrical plane, which are rotational imbalances relative to the drive shaft and are mounted on weathercock carriages fixed by a half-axis in the bushings on the rotor, the carriage turning axis being moved forward along the wheel rolling through the pipe to a distance Z from the wheel axis, while an elastic sheath is fixed on the casing insulating, in the form of a truncated hollow thin-walled cone, an element made of an elastomer reinforced with an oblique mesh, equipped with an elastomer shaper along the free edge, reinforced with a spring ring made of a steel strip zigzag bent along the length of the wire, fastened by ropes and a body, and the element is supported in front by two different heights and thicknesses hollow truncated cones of elastomer.
Кроме того, решается вопрос тем, что на приводе, в виде мультипликатора с двумя выходными валами разнонаправленного вращения, связанных каждый, как единое целое, с соответствующими приводными валами роторов, установлен мотор-генератор с датчиком скорости вращения, в корпусе размещены электросистема с электроаккумулятором и утилизатором, с блоком управления, микропроцессор, связанный с датчиком скорости вращении и датчиками угла поворота лафета.In addition, the issue is solved by the fact that on the drive, in the form of a multiplier with two output shafts of multidirectional rotation, each connected as a whole with the corresponding drive shafts of the rotors, a motor generator with a speed sensor is installed, an electrical system with an electric accumulator and a utilizer, with a control unit, a microprocessor associated with a rotation speed sensor and carriage rotation angle sensors.
Вопрос решается также тем, что пружинное кольцо, армирующее формообразователь, связано канатами через блок с механизмом разгрузки, состоящим из корзины с прорезями, установленной на передней стенке корпуса, регулировочной гайки, радиально-упорного и упорного подшипников, пружины сжатия, подвижного по оси шпоночного сопряжения выходного вала привода и полого приводного вала переднего ротора с грибком на конце, сопрягаемого с пружиной и одноплечими рычагами, запасованными в прорези корзины и скрепленными, с возможностью регулировки напряжения, концами канатов. При этом на приводе, в виде мультипликатора с двумя выходными валами разнонаправленного вращения, связанными: передний - через подвижное по оси шпоночное сопряжение, задний - как единое целое, с соответствующими приводными валами роторов; установлен мотор-генератор с датчиком скорости вращения, в корпусе размещены электросистема с электроаккумулятором и утилизатором, с блоком управления, микропроцессор, связанный с датчиком скорости вращения и датчиками угла поворота лафета.The issue is also solved by the fact that the spring ring reinforcing the shaper is connected by ropes through a block with an unloading mechanism consisting of a basket with slots mounted on the front wall of the housing, an adjusting nut, angular contact and thrust bearings, a compression spring movable along the keyway axis output shaft of the drive and the hollow drive shaft of the front rotor with a fungus at the end, mating with a spring and one-arm levers stored in the slot of the basket and fastened, with the ability to adjust pitches, ends of the ropes. At the same time, on the drive, in the form of a multiplier with two output shafts of multidirectional rotation, connected: the front through the keyway movable along the axis, the rear as a whole, with the corresponding drive shafts of the rotors; a motor generator with a rotation speed sensor is installed, an electrical system with an electric accumulator and a utilizer, a control unit, a microprocessor connected with a rotation speed sensor and carriage rotation angle sensors are placed in the housing.
Кроме прочего вопрос решается тем, что буксировщик включает в качестве привода два, передний и задний, мультипликатора, каждый в комплексе с мотор-генератором, валы которых механически между собой связаны синхронизатором, в виде цилиндрического редуктора с разнонаправленными вращениями валов входа и выхода и передаточным отношением, равным единице, причем выходные валы мультипликаторов связаны каждый как единое целое с соответствующими приводными валами роторов, на синхронизаторе установлен датчик скорости вращения, в корпусе размещены электросистема с электроаккумулятором и утилизатором, с блоком управления, микропроцессор, связанный с датчиком скорости вращения и датчиками угла поворота лафета.Among other things, the issue is solved by the fact that the towing vehicle includes two, front and rear, multipliers, each in combination with a motor generator, whose shafts are mechanically connected by a synchronizer, in the form of a cylindrical gearbox with multidirectional rotations of the input and output shafts and the gear ratio equal to unity, and the output shafts of the multipliers are each connected as a whole with the corresponding drive shafts of the rotors, a rotational speed sensor is installed on the synchronizer, in the housing us with the electrical system and utilizer of electric accumulators, with a control unit, a microprocessor associated with a speed sensor and angle sensor mast.
Также вопрос решается тем, что на мотор-генераторы мультипликаторов, переднего и заднего, установлены по датчику скорости вращения, связанных с микропроцессором, причем выходные валы мультипликаторов связаны как единое целое с соответствующими приводными валами роторов, в корпусе размещены электросистема с электроаккумулятором и утилизатором, с блоком управления, микропроцессор, связанный с датчиками скорости вращения и датчиками угла поворота лафета.The issue is also solved by the fact that the front and rear multiplier motors are equipped with a rotational speed sensor connected to the microprocessor, and the output shafts of the multipliers are connected as a unit with the corresponding drive shafts of the rotors, an electrical system with an electric accumulator and a heat exchanger are placed in the housing, with a control unit, a microprocessor associated with rotational speed sensors and carriage angle sensors.
Сущность изобретения поясняется чертежами: фиг.1 - сечение А-А, общий вид; фиг.2 - сечение Б-Б; фиг.3 - выноска В с фиг.1; фиг.4 - сечение Г-Г; фиг.5 - сечение Е-Е; фиг.6 - сечение А1-А1; фиг.7 - выноска Д с фиг.6.The invention is illustrated by drawings: figure 1 - section aa, General view; figure 2 is a section bB; figure 3 - callout In figure 1; figure 4 is a cross section GG; 5 is a cross-section EE; 6 is a section A1-A1; Fig.7 - callout D with Fig.6.
Внутритрубный буксировщик для магистрального трубопровода (в дальнейшем тексте «Буксировщик») (см. фиг.1, 2) по I варианту исполнения включает корпус 1 с приводом в виде мультипликатора 2 с двумя выходными валами: задним 3 и передним 4, по направлению движения буксировщика, разнонаправленного вращения. На мультипликаторе 2 установлен мотор-генератор 5 с датчиком 6 скорости вращения. В корпусе 1 размещены электросистема 7 с электроаккумулятором 8 и утилизатором тепла 9, блок управления 10 с микропроцессором 11, связанным с датчиком 6 скорости вращения и датчиками 12, 13 угла поворота лафетов 14, 15 каждого ротора: переднего 16 и заднего 17 по ходу движения буксировщика. Утилизатор 9 выполнен в виде оребренного ТЭНа, установленного в дефлекторе 18 перед отверстиями 19 в передней стенке 20 корпуса 1. В задней стенке 21 корпуса 1 выполнены вентиляционные отверстия 22. Через эти отверстия 19 и 22 вентилируется полость корпуса 1 со всем оборудованием и утилизатор 9. На передней стенке 20 корпуса 1 закреплен эластичный герметизирующий элемент 23, в виде усеченного полого тонкостенного конуса из армированного косоугольнй сеткой эластомера, по свободному краю оснащенный формообразователем 24 из эластомера, армированного пружинным кольцом 25 из зигзагообразно изогнутой по длине стальной ленты, скрепленной канатами 26 с корпусом 1. Армирование косоугольной сеткой не ограничивает упругие свойства эластомера в любом направлении, но предотвращает дальнейшее развитие его локального разрушения. Зигзагообразная форма пружинного кольца 25 значительно снижает величину радиального усилия, необходимого для радиальной деформации формообразователя 24, при этом его наружная поверхность, сопрягаемая с поверхностью трубопровода, сохраняет адекватность форме трубы. См. фиг.4 - формообразователь 24 до деформации, фиг.5 - после деформации. Элемент 23 спереди подперт разновеликими по высоте усеченными конусам и 27 и 28 из эластомера, средний из них 27 имеет большую высоту и меньшую толщину, крайний же 28 имеет меньшую высоту и большую толщину.The in-line towing vehicle for the main pipeline (hereinafter referred to as the “towing vehicle”) (see FIGS. 1, 2) according to the I embodiment includes a housing 1 with a drive in the form of a multiplier 2 with two output shafts: rear 3 and
Формообразователь 24 прижат силами упругости кольца 25 и давлением рабочей среды к поверхности трубопровода 29, что обеспечивает герметичность сопряжения. Канаты 26 и конусы 27, 28 препятствуют выворачиванию элемента 23 вперед воздействием перепада давлений рабочей среды на нем, но не оказывают большого сопротивления при прохождении формообразователем 24 и элементом 23 препятствий на поверхности трубопровода 29. Роторы 16 и 17 включают приводные валы 30, 31, связанные заодно, каждый как единое целое, с соответствующими выходными валами 3, 4 мультипликатора 2. Связанные заодно, как единое целое, нужно понимать, как связь двух отдельных узлов с возможностью передачи крутящего и изгибающего моментов усилия по оси от одного узла к другому. Например, связанных муфтами: втулочной со штифтами или открытой фланцевой. На свободных концах валов 30, 31 имеются центральные резьбовые отверстия 32 для установки в них сцепных буксировочных устройств. На роторах 16 и 17 установлены флюгерные лафеты 14, 15 закрепленные их полуосью 33 во втулках 34, на которых установлены датчики 12, 13 угла поворота α лафетов 14, 15 по одному на ротор 16, 17. На лафетах 14, 15 установлены на поворотных наклонных стойках 35 обрезиненные колеса 36, поджатые к поверхности трубопровода 29 пружинными телескопическими цилиндрами 37 и центробежными силами при вращении роторов 16, 17, поскольку колеса 36 являются поворотными дисбалансами относительно валов 30 и 31. Колеса 36 центрируют корпус 1 относительно оси трубопровода 29. Ось поворота лафетов 14, 15 вынесена вперед по ходу обкатывания колес 36 по поверхности трубопровода 29 на расстояние Z от оси колеса 36, что обеспечивает флюгерный эффект поворота лафетов 14, 15 в пределах от 15 до 75° угла α между осью трубы 29 и диаметральной плоскостью колеса 36. Поворот лафетов 14, 15 ограничен в крайних положениях упорами 39, 40. Роторы 16 и 17 вращаются в противоположных направлениях, что позволяет взаимно гасить их реактивные моменты и сохранять стабильное угловое положение буксировщика.The former 24 is pressed by the elastic forces of the
Наличие на роторах 16 и 17 минимум по три колеса 36 является стабилизирующим фактором положения буксировщика по оси трубы 29.The presence on the
Буксировщик по II варианту исполнения дополнительно к I варианту (см. фиг.3) включает механизм 41 разгрузки, состоящий из корзины 42, закрепленной на передней стенке 20 корпуса 1, с регулировочной гайкой 43, пружины сжатия 44, упорного подшипника 45, радиально-упорного подшипника 46, подвижного по оси шпоночного соединения выходного вала 4 мультипликатора 2 и полого вала 47, выполненного из приводного вала 31 переднего ротора 17, на конце полого вала 47 закреплен грибок 48, сопрягаемый с одноплечными рычагами 49, запасованными в прорези 50 корзины 42. Пружина 44 с упором в гайку 43 поджимает вал 47, а с ним ротор 17 через подшипник 45 к передней стенке 20 корпуса 1. Канаты 26 через блоки 51 и отверстия 19 скреплены с рычагами 49 регулировочными узлами 52 для коррекции натяжения канатов 26.The towing vehicle according to the second embodiment, in addition to the first variant (see FIG. 3), includes an
Буксировщик по III варианту исполнения в отличие от I и II вариантов (см. фиг.6) включает в качестве привода два, передний и задний мультипликаторы 53, 54 с мотор-генераторами 55, 56, валы которых кинематически связаны синхронизатором 57 в виде цилиндрического редуктора, состоящего из корпуса 58, центрального зубчатого колеса 59, промежуточных блоков шестерен 60 центрального колеса 61 с внутренними зубьями, а также датчика скорости вращения 62, связанного с микропроцессором 11. Выходные валы 63, 64 мультипликаторов 53, 54 связаны заодно, как единое целое с соответствующими приводными валами роторов 16, 17. Передаточное отношение синхронизатора 57 равно единице. Направление вращения валов 63, 64 противоположное.The towing vehicle according to the III embodiment, in contrast to the I and II variants (see Fig. 6), includes as a drive two, front and
Буксировщик по IV варианту исполнения (см. фиг.7) в отличие от III варианта не имеет кинематической связи между мотор-генераторами 55, 56, на которых установлены датчики 65, 66 скорости вращения. Связь между мотор-генераторами 55, 56, согласующая их работу - электрическая через электросистему 7 и блок управления 10 с микропроцессором 11, связанного с датчиками 64, 65 скорости вращения.The towing vehicle according to the fourth embodiment (see Fig. 7), unlike the third embodiment, has no kinematic connection between the
Работу буксировщика осуществляют следующим образом: в магистральный трубопровод 29 с заранее запасованным в него буксировщиком I варианта исполнения от внешнего источника подают поток рабочей среды: газ или воздух, с постоянными, заранее заданными давлением и расходом потока, соответствующими заданным скорости перемещения, длине и профилю участка обследования, емкости электроаккумулятора 8. В микропроцессор 11 закладывается программа управления буксировщиком: величина скорости перемещения в пути и режим торможения в конце участка перед камерой приема. Перепад давления рабочей среды на буксировщике создает усилие, перемещающее его. Колеса 36, прижатые пружинными телескопическими цилиндрами 37 к поверхности трубопровода 29, под воздействием силы реакции с его стороны флюгерно разворачивают лафеты 14, 15 на минимальную величину угла α 15°. Колеса 36 обкатываются по винтовой линии по поверхности трубопровода 29 и вращают роторы 16 и 17 каждый в своем противоположном другому направлении со скоростью вращения:The towing operation is carried out as follows: in the main pipeline 29 with the towing vehicle of the first embodiment of the first variant I supplied from an external source, a flow of the working medium is supplied: gas or air, with constant, predetermined pressure and flow rate corresponding to the given movement speed, length and section profile examinations, capacities of the electric accumulator 8. The microprocessor 11 incorporates a towing control program: the value of the speed of travel along the path and the braking mode at the end of the stretch receiving chamber. The differential pressure of the working medium on the towbar creates a force moving it. The wheels 36, pressed by spring telescopic cylinders 37 to the surface of the pipeline 29, under the influence of the reaction force from its side, the
где Vo - заданная скорость перемещения буксировщика;where Vo is the specified towing speed;
D и t - диаметр и толщина стенки трубопровода.D and t are the diameter and wall thickness of the pipeline.
Роторы 16 и 17 приводят во вращение мультипликатор 2, а через него якорь мотора-генератора 5 со скоростью n1 МГ=2n1·i, гдеThe
n1 МГ - скорость вращения якоря мотор-генератора 5;n 1 MG - rotation speed of the armature of the motor generator 5;
i - передаточное отношение мультипликатора 2.i - gear ratio of the multiplier 2.
Блок управления 10 электросистемы в генераторном режиме 7 начинает заряжать электроаккумулятор 8, если он разряжен. По показаниям датчика 6 скорости вращения и датчиков 12, 13 угла поворота лафетов 14, 15 микропроцессор 11 высчитывает скорость и величину перемещения буксировщика и если скорость превышает заданную Vo, например, на спусках наклонных участков трубопровода 29, то дает команду блоку управления 10 увеличить нагрузку на мотор-генератор 5 и направить излишнюю электроэнергию в утилизатор тепла 9. В противном случае нагрузку на мотор-генератор 5 снижают, при заряженном электроаккумуляторе 8 в случае подъема буксировщика по наклонному участку трубопровода 29 или преодолении препятствий и узостей, когда энергии потока рабочей среды не хватает для преодоления отставания скорости буксировщика от заданной Vo, микропроцессор 11 дает команду блоку управления 10 подать накопленную электроаккумулятором 8 электроэнергию на мотор-генератор 5 для вращения роторов 16, 17 со скоростью - 
При угле αх - устанавливается как на флюгере равновесие сил, перемещающих буксировщик, воздействие потока рабочие среды и воздействие колес 36 на поверхность трубопровода 29, при соблюдении условия равенства скорости буксировщика заданной Vo. В крайнем случае αх=75°, скорость вращения ротора мотора-генератора 5 должна быть 
Возможно допустить снижение скорости перемещения буксировщика от заданной Vo, но сохранить плавность ее изменения, что возможно только при необходимом быстродействии микропроцессора 11, блока управления 10, электросистемы 8. Это крайне важно при буксировании контрольно-диагностического аппарата. Можно ограничить диапазон изменения угла α до величин 30÷60°, что дает в итоге необходимость увеличивать скорость вращения ротора мотора-генератора 5 в 3 раза.It is possible to allow a decrease in the speed of the towing vehicle from a given Vo, but to maintain a smoothness of its change, which is possible only if the microprocessor 11, control unit 10, and electrical system 8 have the required speed. This is extremely important when towing a control and diagnostic apparatus. It is possible to limit the range of variation of the angle α to 30–60 °, which ultimately gives the need to increase the rotational speed of the rotor of the motor generator 5 by 3 times.
Работу буксировщика по II варианту исполнения осуществляют в дополнение к работе буксировщика I варианта исполнения следующим образом: при включении двигательного режима работы буксировщика передний ротор 16 сдвигается вперед, сжимая пружину 49 механизма 41 разгрузки, и канатами 26 отжимает в пределах упругости эластомера формообразователь 24 от поверхности трубопровода 29, вплоть до исчезновения силы трения об поверхность трубопровода 29. Сила сопротивления буксировщика перемещению падает, пружина 49 сдвигает корпус 1 вперед и сила прижатия формообразователя 24 к поверхности трубопровода 29 возрастает. В итоге устанавливается оптимальный равновесный режим прижатия. Благодаря работе механизма разгрузки 41 экономится энергия потока рабочей среды, запас энергии электроаккумулятора 8, расширяются возможности буксировщика.The operation of the towing vehicle according to the second embodiment is carried out in addition to the operation of the towing vehicle of the first embodiment as follows: when the towing motor operation mode is switched on, the
Работу буксировщика по III и IV вариантов исполнения осуществляют аналогично I варианту исполнения, за исключением того, что дополнительно согласовывают работу мотор-генераторов 55, 56: по III варианту кинематически синхронизатором 57, а по IV варианту микропроцессором 11 изменяют количество оборотов (импульсов сигналов измерения) в единицу времени роторов каждого из датчиков 65, 66 скорости вращения, сравнивают результаты вычисления и в случае неравенства, блоком управления 10 через электросистему 7 выравнивают скорости вращения мотор-генераторов 55, 56.The towing operation according to the III and IV versions is carried out similarly to the I embodiment, except that the operation of the
Возможно применение буксировщика для доставки технологического устройства в определенную точку трубопровода 29, например, для ремонта его изнутри или снятия грата значительной величины с корня шва стыка труб. Для этого закладывается нужная программа в микропроцессор 11 и программа снижения энергии потока в блок управления внешнего источника рабочей среды по сигналу при подходе буксировщика к выбранному участку. Микропроцессор 11 не только вычисляет скорость перемещения буксировщика, постоянно сравнивая ее с заданной, но и величину пути им пройденного. Последний отрезок пути до точки после подачи сигнала с буксировщика с командой о включении программы снижения энергии потока, буксировщик пройдет на заранее заготовленном по программе запасе эл. энергии в двигательном режиме работы, произведет поиск заданной точки, где блок управления 10 включает по команде микропроцессора 11 штатный тормоз мотор-генератора 5 и останавливает буксировщик. Сигнал может быть акустическим импульсом с буксировщика, посылаемым соответствующим устройством, или электромагнитным сигналом с реперного, контролирующего прохождение буксировщика, пункта, установленного заранее на заданном расстоянии перед определенной точкой магистрального трубопровода. Для этого требуется электроаккумулятор 8 достаточно большой емкости. Это вполне реально, учитывая наличие хотя и сниженного давления рабочей среды. По сигналу технологического устройства соответствующее его оборудование по окончании работы подает, например, акустический импульс, с командой о возобновлении рабочего режима работы внешнего источника рабочей среды и перемещении буксировщика. Он растормаживается и продолжает рабочий режим. Аналогичным способом останавливают буксировщик в камере приема.It is possible to use a towing vehicle to deliver a technological device to a specific point in the pipeline 29, for example, to repair it from the inside or to remove a burr of significant size from the root of the joint of the pipe junction. For this, the necessary program is laid in the microprocessor 11 and the program for reducing the flow energy in the control unit of the external source of the working medium by a signal when the towing vehicle approaches the selected area. The microprocessor 11 not only calculates the towing speed, constantly comparing it with a given, but also the magnitude of the path he traveled. The last leg of the journey to the point after a signal from the tug with a command to turn on the program to reduce the flow energy, the tug will pass on the stock of electronic stockpiles prepared in advance according to the program. energy in the motor mode of operation, will search for a given point, where the control unit 10 activates, at the command of the microprocessor 11, the standard brake of the motor generator 5 and stops the towbar. The signal may be an acoustic impulse from the towing device sent by the corresponding device, or an electromagnetic signal from the reference point controlling the passage of the towing unit, a point set in advance at a predetermined distance in front of a certain point of the main pipeline. This requires an electric accumulator 8 of sufficiently large capacity. This is quite realistic, given the presence of although a reduced pressure of the working environment. According to the signal from the technological device, its corresponding equipment at the end of work gives, for example, an acoustic impulse, with a command to resume the operating mode of the external source of the working medium and move the towing vehicle. It disengages and continues to operate. In a similar way, the towing vehicle is stopped in the receiving chamber.
Использование предлагаемого изобретения позволит создать достаточно простой по конструкции буксировщик с широкими возможностями применения, с незначительной силой сопротивления перемещению по сравнению с аналогичными устройствами, где используется манжеты из эластомера широко используемой в практике конструкции, с возможностью легко проходить все препятствия и узости современных магистральных трубопроводов. Также буксировщик значительно экономит энергию потока рабочей среды, обеспечивает плавное изменение скорости перемещения в заданных пределах, доставку технологических устройств в заданную точку магистральных трубопроводов.Using the invention, it will be possible to create a tug with a sufficiently simple design with wide application possibilities, with insignificant resistance to displacement compared to similar devices where elastomer cuffs are used, which are widely used in practice, with the ability to easily pass all the obstacles and narrownesses of modern trunk pipelines. Also, the towing vehicle significantly saves the energy of the flow of the working medium, provides a smooth change in the speed of movement within the specified limits, the delivery of technological devices to the given point of the main pipelines.
Claims (8)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010120095/06A RU2434179C1 (en) | 2010-05-19 | 2010-05-19 | Intratubal tow device for mains (versions) |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010120095/06A RU2434179C1 (en) | 2010-05-19 | 2010-05-19 | Intratubal tow device for mains (versions) |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2434179C1 true RU2434179C1 (en) | 2011-11-20 |
Family
ID=45316735
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2010120095/06A RU2434179C1 (en) | 2010-05-19 | 2010-05-19 | Intratubal tow device for mains (versions) |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2434179C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2581757C1 (en) * | 2015-01-20 | 2016-04-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" | Intra-pipe vehicle (versions) |
| CN115144989A (en) * | 2022-08-08 | 2022-10-04 | 杜正娜 | Communication optical fiber laying device and method |
-
2010
- 2010-05-19 RU RU2010120095/06A patent/RU2434179C1/en active
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2581757C1 (en) * | 2015-01-20 | 2016-04-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" | Intra-pipe vehicle (versions) |
| CN115144989A (en) * | 2022-08-08 | 2022-10-04 | 杜正娜 | Communication optical fiber laying device and method |
| CN115144989B (en) * | 2022-08-08 | 2023-09-08 | 杜正娜 | Communication optical fiber laying device and method |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101918712A (en) | Wind turbine with hydraulic swivel | |
| DK2739849T3 (en) | DRIVE DEVICE FOR A WINDMILL | |
| CN101855448A (en) | Wind turbine with rotating hydrostatic transmission system | |
| CN102953761B (en) | Rotor | |
| CN103124844A (en) | Power generating apparatus of renewable energy type and method of attaching and detaching blade | |
| US20180298881A1 (en) | Wind turbine power storage and regeneration | |
| WO2016087171A1 (en) | Electric linear actuation system equipped with energy-storage means | |
| RU2434179C1 (en) | Intratubal tow device for mains (versions) | |
| CN106246448B (en) | A kind of Wave energy generating system | |
| EP3540209B1 (en) | Electrical power generation | |
| Rampen et al. | A digital displacement hydrostatic wind-turbine transmission | |
| CN103097720A (en) | Method and apparatus for performing maintenance on hydraulic pump, and power generating apparatus of renewable energy type | |
| US20180128347A1 (en) | Device with a reciprocating motion mechanism enabling the conversion of its moment of inertia into rotational speed or rotational speed into moment of inertia | |
| EP2732160B1 (en) | Self adjustable continuously variable power transmission system with a real time variable flow pump. | |
| US20160312771A1 (en) | Planetary Gear, Wind Generator Comprising A Planetary Gear And Use Of A Planetary Gear | |
| JP5782072B2 (en) | Double windmill type wind power generator | |
| CN105156283B (en) | The long stroke transmission device of wind-power electricity generation large-power flexible | |
| ES2798778T3 (en) | Test bench and method for testing a transmission chain of a wind power plant | |
| WO2013012340A1 (en) | Hydraulic transmission integrated into the nacelle of a wind turbine | |
| CN114278808A (en) | Variable-rigidity pipeline detection robot based on spherical joints | |
| CN109882405B (en) | A water conservancy conveyor for agricultural production's installation is convenient | |
| RU2369454C1 (en) | Method of in-line transport of pig in main pipeline with preset uniform speed and device to this end | |
| RU90852U1 (en) | ROTATION POWER AMPLIFIER | |
| JP2005344701A (en) | Compressed air generating and storing device as well as power generation system using the same | |
| RU149787U1 (en) | GENERATOR DRIVE REDUCER |