устройство для металлизации длинномерных труб

Формула изобретения

1. Устройство для металлизации длинномерных труб, содержащее подающий и приемный рольганги с роликоопорами для размещения трубы, установленными под углом к оси трубы, камеры очистки и металлизации, размещенные между рольгангами и имеющие технологические аппараты, и расходный и приемный стеллажи, отличающееся тем, что оно снабжено имеющими цанги приводными толкающей и тянущей тележками для попеременного закрепления одного из концов трубы с возможностью ее поворота вокруг оси, смонтированными в направляющих до камеры очистки и после камеры металлизации соответственно, и дополнительными технологическими аппаратами, каждый из которых закреплен в соответствующей камере на некотором расстоянии после основного для возможности включения при окончании в основном аппарате технологического материала, при этом роликоопоры выполнены подъемными.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно снабжено приемниками-центраторами трубы, закрепленными на входе в камеры очистки и металлизации.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно содержит блок ввода-вывода управляющих электрических сигналов, к входам которого подключены датчики узлов устройства, а выходы к процессору, к которому через формирователи управляющих сигналов подключены усилители исполнительных механизмов устройства так, что смонтированные в приводах толкающей и тянущей тележек путевые выключатели через процессор и усилители мощности подключены к закрепленным на подающих и приемных роликоопорах электромагнитным клапанам, датчик окончания процесса металлизации трубы, смонтированный на выходе из камеры металлизации, через процессор, формирователь управляющих сигналов и усилители мощности связан с электромагнитными клапанами приемных роликоопор, электромагнитным клапаном механизма подачи трубы на подающие роликоопоры и с электромагнитной муфтой включения осевого перемещения толкающей тележки, датчик осевого холостого перемещения трубы связан через процессор и усилитель мощности с электромагнитным клапаном цанги зажима трубы и включения преобразователя мощности перемещения трубы приводами тележки в рабочем режиме, датчики включения основного аппарата очистки и основного металлизатора, установленные на входе в камеры очистки и металлизации, электрически связаны с электромагнитным клапаном воздуха для подачи дроби и устройствами включения источника питания металлизатора, подачи в него воздуха и механизма подачи напыляемой проволоки, датчики наличия дроби на выходе из аппарата очистки и напряжения дуги в основном и дополнительном аппаратах очистки и металлизаторах соединены аналогичным образом с устройствами выключения электрических цепей основных технологических аппаратов по окончании в них технологических материалов и подключения цепей дополнительных технологических аппаратов, датчик отключения толкающей тележки, установленный в конце ее направляющей, подсоединен посредством процессора, формирователя сигнала управления, усилителей мощности к электромагнитным клапанам зажима цангой трубы толкающей или тянущей тележек и одновременно к устройствам включения-выключения преобразователей мощности перемещения тележек и вращения трубы.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к газотермическому напылению и может быть использовано во всех отраслях промышленности, при прокладке трубопроводов, в строительстве, нефтепереработке и хранении нефтепродуктов для повышения коррозионной стойкости стальных длинномерных труб, в частности труб малого диаметра.

Известно устройство (1) для очистки длинномерных деталей дробью, содержащее подающий приводной рольганг, механизм поворота металлопроката, камеру очистки.

Недостатком устройства является невозможность его применения для обработки труб, а лишь для фасонного металлопроката.

Известно также устройство (2) для нанесения покрытий на поверхность трубы, которое содержит тележку, которая совершает возвратно-поступательное движение вдоль оси трубы. На тележке установлены приводные роликоопоры для вращения трубы вокруг собственной оси и подъемный узел, который перемещает трубу с приемного рольганга на выходной.

К недостаткам предложенного решения можно отнести невозможность обработки длинномерных труб малого диаметра, обладающих малой жесткостью, вследствие их проскальзывания на приводных роликоопорах.

Наиболее близким к заявляемому изобретению является линия для нанесения покрытия на длинномерные цилиндрические изделия (3), содержащая подающий и приемный рольганги с роликоопорами для размещения трубы, установленными под углом к оси трубы, камеры очистки и металлизации, размещенные между рольгангами и имеющие технологические аппараты, расходный и приемный стеллажи. Установка роликоопор под углом к оси трубы сообщает ей помимо вращательного, также и осевое перемещение, что обеспечивает напыление полосы по винтовой линии на всю поверхность трубы. Это техническое решение как наиболее близкое по технической сущности выбрано за прототип.

Существенным недостатком указанного решения является возможность обработки на таких линиях лишь цилиндрических жестких изделий. Трубы малого диаметра не могут обрабатываться на такой линии из-за их проскальзывания в приводных роликах, что не обеспечивает возможность напыления покрытия высокого качества.

В основу изобретения положена задача создания устройства для напыления длинномерных нежестких труб преимущественно малого диаметра, которое бы обеспечило высокое качество газотермического покрытия поверхности с целью повышения срока службы металлических труб и повышение производительности труда за счет автоматизации процесса.

Указанная цель достигается тем, что устройство содержит подающий и приемный рольганги с роликоопорами для размещения трубы, установленными под углом к оси трубы, камеры очистки и металлизации, размещенные между рольгангами, и имеющие технологические аппараты, расходный и приемный стеллажи и согласно изобретению устройство снабжено имеющими цанги приводными толкающей и тянущей тележками для попеременного закрепления одного из концов трубы с возможностью ее поворота вокруг оси, смонтированными в направляющих до камеры очистки и после камеры металлизации, соответственно, и дополнительными технологическими аппаратами, каждый из которых закреплен в соответствующей камере на некотором расстоянии после основного для возможности включения при окончании в основном аппарате технологического материала, при этом роликоопоры выполнены подъемными.

Точную фиксацию оси трубы относительно технологических аппаратов осуществляют посредством приемников-центраторов, закрепленных на входе в камеры очистки и металлизации трубы.

Наконец, целесообразно, чтобы устройство содержало систему управления в составе блока ввода-вывода управляющих электрических сигналов, к входам которого подключены датчики узлов устройства, а выходы к процессору, к которому через формирователи управляющих сигналов подключены усилители исполнительных механизмов устройства.

Таким образом, высокое качество напыления трубы и повышение производительности труда достигается путем равномерного вращения приводом тележки, зажатой в цанге обрабатываемой трубы с одновременным осевым ее перемещением на шаг, равный ширине напыляемой полосы с некоторым перекрытием полос, благодаря чему обеспечивают равнотолщинное покрытие по всей поверхности изделия, этому же способствует включение второго дополнительного металлизатора при окончании проволоки или обрыве дуги в первом, а также второго дополнительного аппарата очистки при окончании в первом технологических материалов и полная автоматизация процесса обработки трубы.

На фиг. 1 показано устройство для металлизации длинномерных трубы; на фиг.2 разрез устройства в зоне подающих роликоопор (разрез по А-А); на фиг.3 разрез устройства в зоне приемных роликоопор (разрез по Б-Б); на фиг.4 - разрез устройства в зоне приемника-центратора (разрез по В-В); на фиг.5 - блок-схема системы электроуправления устройства.

Устройство состоит из расходного стеллажа 1, устройства подачи трубы на роликоопоры 2, системы подающих 3 и приемных 14 роликоопор, представляющих собой подающий и приемный рольганги, камеры металлизации 6 с металлизатором основным 7 и дополнительным 8, с бухтами для проволоки 9, датчиком 11, фиксирующим наличие напряжения дуги на первом металлизаторе, датчиком 12 напряжения дуги на втором металлизаторе и приемниками-центраторами трубы. Приемники-центраторы 23,26 смонтированы на входе в камеры металлизации 6 и очистки 25. Осевое перемещение и поворот обрабатываемой трубы 32 осуществляют толкающей 33 или тянущей 13 тележками с соответствующими электроприводами, на тележках смонтированы путевые выключатели-формирователи сигналов управления на подъем и опускание подающих и приемных роликоопор пневмоприводами посредством электромагнитных клапанов 30,31. На выходе из камеры металлизации смонтирован датчик 20, фиксирующий окончание напыления трубы, и датчик 16 подачи трубы в приемный стеллаж 15.

Наконец, устройство содержит систему управления, содержащую блок ввода-вывода 46 управляющих электрических сигналов, к входам которого подключены датчики электрических сигналов узлов устройства, а выходы к процессору 47, к которому подключены формирователи управляющих сигналов, усилители электрических сигналов, а также электрооборудование исполнительных механизмов. Таким образом путевые выключатели 35 и 36, смонтированные в электроприводах 53, 54, выдают сигналы пройденного толкающей и тянущей тележками пути и с помощью процессора 47 и подключенных к нему формирователей управляющих команд 49 и 50 подают сигналы по цепям управления усилителям мощности 55, 56, 60, 61, 65, 70, 71 для включения попеременно электромагнитных клапанов 56, 58, 62, 63, 67, 68, 72, 73, установленных на подающих 3 и приемных 14 роликоопорах с целью опускания роликоопор при прохождении над ними тележек 33 и 13 и подъема их в исходное положение. Датчик 16 или 37 соединен через блок ввода-вывода управляющих сигналов 46 с микропроцессором 47, который через формирователь управляющих команд 49 связан с усилителями мощности 56, 61, 66 электромагнитных клапанов 58, 63, 68 для подъема подающих роликоопор одновременно и опускания их в рабочее положение электромагнитными клапанами 57, 62, 67, подключенными к усилителям мощности 35, 60, 65, а также формирователь управляющих сигналов 75, усилитель мощности 76, электромагнитный клапан 77 подсоединены к устройству подачи трубы 78, 2. Датчик холостого перемещения трубы 38 связан с электромагнитной муфтой электропривода 53 осевого холостого перемещения трубы толкающей тележкой 33, пока начало трубы не нажмет на контакт указанного датчика 38, который посредством формирователя команд 79, усилителя мощности 80, электромагнитного клапана 81 соединен с муфтой зажима 82 трубы цангой 34 толкающей тележки 33. Одновременно микропроцессор подает сигнал на формирователь 48, связанный с включением электромагнитных муфт поворота трубы и осевого ее перемещения электроприводом 53. Конечный выключатель 27, 39 подключен через блок ввода-вывода 46 к процессору и далее через блок-формирователя команд 103 и усилители мощности 104, 105 к электромагнитным клапанам включения основного и дополнительного аппаратов очистки 106, 107. Датчик 22, смонтированный на камере металлизации 40, 41 подключен через блоки 46 и 47 к блокам-формирователям управляющих команд 87, 95 основного и дополнительного металлизаторов и далее к усилителям мощности 88, 91, 93 и 96, 99, 101 соответственно, к которым подключены цепи электромагнитных клапанов 83 и 97 подачи воздуха в металлизаторы, электродвигатели механизмов подачи напыляемой проволоки 92, 100 и источники питания током 94, 101 металлизаторов. Концевой выключатель 20, 42 окончания напыления трубы подключен через электрические цепи блоков 46 и 47 к блоку формирователю управляющих команд 50 и через усилители мощности 70, 71 к электромагнитным клапанам группы 72 опускания приемных опорных тележек 14 или 73, а также их подъема. Конечный выключатель 4, 43 через блоки 46 и 47 подсоединен к формирователям управляющих команд 79, 83 зажима трубы цангами толкающей или тянущей тележками, а также выключения преобразователей мощности 53 толкающей тележки и включения преобразователей мощности 54 тянущей тележки. Датчик наличия потока дроби 44 основного аппарата очистки подключен через формирователь управляющих команд 103, усилители мощности 101, 104 к электромагнитным клапанам 106, 107 включения основного или дополнительного аппаратов очистки.

Наконец датчик наличия напряжения на дуге основного металлизатора 11, 45 подключен к цепям включения технологических материалов 87, 88, 89, 90, 91, 92, 93, 94 основного металлизатора или к цепям дополнительного 95, 96, 97, 98, 99, 100, 101, 102 соответственно.

Устройство работает следующим образом.

По команде оператора подается сигнал на подъем подающих роликоопор 3 посредством процессора 47, блока ввода-вывода управляющих сигналов 46, блока формирователя управляющих команд 49, усилителей мощности 56, 61, 66 включается электромагнитные клапаны 58, 63, 68 и рабочий газ поднимает опоры в верхнее положение. Одновременно с этим процессор с помощью формирователя команд 75 и усилителя мощности 76 включает электромагнитный клапан 77 и поршень 78 с толкателем подает трубу на подающие роликоопоры 3 устройством подачи 2, после чего подают сигнал на выключение электромагнитных клапанов 58, 63, 68 и включение электромагнитных клапанов 57, 62, 67. При касании корпуса роликоопор нижних конечников 28 подающие опоры устанавливаются в рабочее положение, а сигнал конечников 28 процессор использует с помощью формирователя сигналов 48 и преобразователей мощности 51 для перемещения толкающей тележки 33 в осевом положении, пока датчик цанги 43 не коснется начала трубы. После этого толкающая тележка 33 останавливается. Процессор 47 посредством формирователя сигнала 79 усилителя мощности 80 включает электромагнитный клапан 81 и пневматическая цанга 34 зажимает трубу, затем процессором 47 посредством формирователя управляющих сигналов 48 включают электропривод 53 через преобразователь мощности 51 толкающей тележки и посредством смонтированных в толкающей тележке 33 механизмов поворота и перемещения труба начинает поступать в камеру очистки 25, через приемник 26. При достижении началом трубы конечника 27 посредством формирователя команд 103 включают электромагнитный клапан 106 и основной аппарат камеры очистки начинает очищать трубу от окалины и пыли. При прекращении в основном аппарате очистки технологических материалов, о чем сообщит датчик 44 наличия потока дроби, процессор отключит электромагнитный клапан 106 основного аппарата очистки и включит клапан 107 дополнительного, благодаря чему трубу начнет очищать дополнительный аппарат очистки 24 без перерыва процесса очистки. Далее через приемник 23 труба поступает в камеру металлизации 6 и при достижении конечника 22 процессор 47 посредством формирователей сигналов 87, усилителей мощности 88,91,93 включает электромагнитный клапан 89 подачи воздуха в основной металлизатор, источник питания 94 током и механизм подачи проволоки 92 основного металлизатора 7. Благодаря равномерному осевому перемещению трубы и ее повороту электроприводами тележки на поверхность трубы наносят полосу напыленного металла, расположенную на поверхности трубы по винтовой линии.

Сплошности покрытия достигают перекрытием на некоторую величину напыленных полос. При прекращении технологических материалов в основном металлизаторе срабатывает датчик напряжения дуги II, который посредством процессора отключает цепи питания основного и подключает через реле времени 95 электрические цепи 97, 100, 102 соответственно дополнительного металлизатора 8 таким образом, чтобы было обеспечено перекрытие напыленных слоев основным и дополнительным металлизатором не менее, чем на одну треть их ширины, чем обеспечивают равнотолщинность покрытия и непрерывность процесса напыления трубы. При прохождении толкающей 33 или тянущей 13 тележками роликоопор 3, 14 система управления по команде от путевых выключателей 35, 36 опускает роликоопору пневмоприводом 59 или другим в нижнее положение и при прохождении роликоопоры тележкой подается команда на подъем роликоопоры в исходное положение. Пневмоприводы 59, 64, 69, 74 управляются процессором 47 формирователями команд 49, 50, усилителями мощности 55, 56, 60, 61, 65, 66, 70, 71 и электромагнитными клапанами 57, 58, 62, 63, 67, 68, 72, 73.

При достижении толкающей тележкой 33 концевого выключателя 4 система управления подает команду на зажим трубы цангой тянущей тележки 13, включения ее преобразователей мощности поворота трубы и осевого перемещения, одновременно с этим подается команда на разжим цангой 34 трубы толкающей тележки 33 и выключение электроприводов толкающей тележки. Эти команды выполняются процессором 47, формирователями управляющих команд 79 и 83, усилителями мощности 80, 84, включающими электромагнитный клапан 81 зажима 82 и выключающими электромагнитный клапан 85 зажима 86. При выходе полностью напыленной трубы из напылительной камеры срабатывают датчики 20, 45, труба разжимается и приемные роликоопоры 14 опускают трубу на приемный стеллаж 15, а датчик 16 подает команду на подачу новой трубы 32 на приемный рольганг и цикл напыления последующих труб осуществляется автоматически. Образовавшаяся в камерах очистки и металлизации пыль удаляется из них по патрубкам 5 и 10, чем обеспечивается взрывобезопасность процесса.

Таким образом предложенное устройство обеспечивает равнотолщинное высококачественное покрытие металлических длинномерных труб при автоматическом способе их обработки, повышение производительности труда.