Зовнішній центратор

Изобретение относится к оборудованию для вспомогательных операций (обработка торцов, резка, центрирование), выполняемых с трубами, но в особенности для резки труб, например, при аварийных ситуациях на атомных станциях, где необходимо выполнение всех операций автоматически без непосредственного участия человека. Известен наружный центратор, содержащий шарнирно соединенные между собой дуги, смонтированную на дуга х кинематическую систему тяг и связанных с ними началом с опорными элементами и механизм замыкания (Авт. св. СССР №1547999 A1, кл. B23K31/02, 37/04, 04.04.88). Недостатком аналога является наличие в составе его приводов ручных рычагов, что требуе т участие при работе такого центратора человека. Известен наружный центратор (прототип), входящий в устройство для сварки труб (Патент Великобритании по заявке №2195570, кл. B23K37/02, опубл. 13.04.88). Известный наружный центратор (прототип) содержит внутреннюю направляющую, устанавливаемую на трубе в заданном положении, и смонтированное на направляющей разрезное кольцо, части которого соединены шарниром, внутренняя направляющая выполнена в форме подковы и прочно устанавливается на трубе посредством винтов, расположенных в углублениях с внутренней резьбой. Недостатком прототипа является наличие в его составе винтов для установления на трубе внутренней направляющей, что, как и у аналога, требует непосредственного участия при работе центратора человека. В основу изобретения поставлена задача создания наружного центратора, в котором выполнением внутренней направляющей из двух шарнирно соединенных одинаковых по профилю в виде угольников частей, обеспечивается захват трубы и неподвижное закрепление упомянутой направляющей на трубе без участия человека, а упр угим симметричным закреплением одной из частей разрезного кольца относительно двух частей внутренней направляющей обеспечивается центрирование разрезного кольца относительно труб различного диаметра, захватываемых внутренней направляющей, и за счет этого такой наружный центратор может быть использован в устройствах а втоматической резки или сварки труб различного диаметра в условиях, опасных для человека (например, на атомных электростанциях в аварийных ситуациях). Поставленная задача решается тем, что в наружном центраторе, содержащем внутреннюю направляющую устанавливаемую на трубе в заданном положении, и смонтированное на внутренней направляющей разрезное кольцо, части которого соединены шарнирно, согласно изобретению внутренняя направляющая выполнена из двух шарнирно соединенных одинаковых по профилю в виде угольников частей, способных перемещаться друг относительно друга только вдоль биссектрисы их углов, а одна из частей разрезного кольца закреплена упруго и симметрично относительно двух частей вн утренней направляющей со способностью перемещения только по прямой, параллельной вышеупомянутой биссектрисе и лежащей в плоскости, проходящей через биссектрису и ось трубы, зажатой угольниками внутренней направляющей, при этом прямая, по которой возможно перемещение одной из частей разрезного кольца, проходит через центр кольца, а между двумя частями внутренней направляющей и двумя частями разрезного кольца установлены соответствующие приводы для их относительного перемещения друг относительно друга. Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображена принципиальная схема устройства наружного центратора; на фиг.2 - принципиальная схема захвата трубы частями внутренней направляющей; на фиг.3 - принципиальная схема работы разрезного кольца. Наружный центратор содержит внутреннюю направляющую, устанавливаемую на трубе 1 в заданном положении и состоящую из двух частей 2 и 3. Части 2 и 3 соединены шарниром 4 и приводом 5. Привод 5 может перемещать части 2 и 3 относительно друг друга по линии ab. В местах контакта с трубой 1 разного диаметра части 2 и 3 внутренней направляющей выполнены одинаковыми по профилю. Профиль может быть выполнен в виде угольника с плоскими гранями, как показано на фиг.1. Углы a и b должны быть равны, a диагональ каждого угольника должна совпадать с линией ab, при этом ca = bd, ao = ob при co = od. Разрезное кольцо состоит из двух частей 6 и 7 (фиг.1 и фиг.3), соединенных шарнирно (шарнир 8). Часть 7 с возможностью поворота вокруг оси O2O3 относительно части 6, как показано на фиг.3. Части 6 и 7 соединены приводом 9, обеспечивающим поворот части 7 относительно части 6. Внутренняя ось кольца OO1 и ось O2O3 должны быть параллельны. Часть 6 разрезного кольца закреплена упруго при помощи упруги х элементов 10 и 11 и шарниров 12 и 13 относительно двух частей вн утренней направляющей. Упругое закрепление симметричное, т.е. упругие элементы 10 и 11 одинаковы, одинаковы расстояния a1O1 = B 1O 1, центр разрезного кольца O1 расположен посредине a1b1. Прямая линия c1a1o1b1d1 параллельна прямой линии caobd, проходящей через биссектрису углов a = b. Прямая линия c1a1o1b1d1 расположена в плоскости, проходящей через линию caobd и ось трубы 1 OO1, при зажатии трубы между двумя частями 2 и 3 внутренней направляющей. Наружный центратор работает следующим образом. В исходном положении при помощи привода 5 части 2 и 3 внутренней направляющей раздвинуты в стороны так, чтобы между ними могла пройти труба 1. Аналогично при помощи привода 9 часть 7 разрезного кольца повернута против часовой стрелки относительно части 6, как показано на фиг.3, что также позволяет пройти внутрь разрезного кольца трубе 1. Передвигая наружный центратор (например, с помощью робота, здесь не показанного) относительно трубы 1, он устанавливается в такое положение, при котором труба 1 находится между частями 2 и 3 внутренней направляющей и внутри частей 6 и 7 разрезного кольца. Затем включается привод 5, который начинает перемещать части 2 и 3 внутренней направляющей друг навстречу др угу. Поскольку угольники частей 2 и 3 имеют плоские грани, то наружный центратор будет зажат на трубе так, что ось тр убы 1 будет проходить через ось OO1 симметрии профиля угольников частей 2 и 3 (поперечный профиль трубы 1 симметричный и его ось симметрии совпадает с осью симметрии угольников частей 2 и 3). При перемещении частей 2 и 3 внутренней направляющей будет перемещаться и точка C1 относительно d1, а следовательно, под действием упруги х элементов и центр разрезного кольца, при этом центр разрезного кольца будет совпадать с точкой O1 оси OO1. После зажатия наружного центратора на трубе 1, при помощи привода 9 поворачивается часть 7 разрезного кольца вокруг оси O2O 3 по часовой стрелке до ее замыкания с частью 6, как показано на фиг.1. Таким образом, наружный центратор оказывается зажатым на трубе в таком положении, что ось тр убы 1 проходит через ось разрезного кольца, т.е. разрезное кольцо центрировано относительно трубы 1. Кроме преимущества данного наружного центратора над аналогами и прототипом в том, что операция центрирования может быть выполнена без непосредственного участия человека, а при помощи робота, использующего управление на расстоянии (дистанционное управление) и телевизионное зрение, данный наружный центратор может выполнять операцию центрирования не на трубе одного какого либо диаметра, на который конструируется внутренняя направляющая, как у прототипа, а на труба х, диаметры которых вкладываются в некоторый диапазон, определяемый размерами частей 2 и 3 внутренней направляющей. После выполнения центрирования, если это необходимо, то разрезное кольцо можно жестко закрепить (связать) с одной и сразу с двумя частями 2 и/или 3 внутренней направляющей (механизм такого закрепления на чертежах не показан). Разрезное кольцо после операции центрирования может быть использовано в механизме сварки или резки труб как направляющая для режущего или сварочного инструмента.