САМОХОДНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДВИЖЕНИЯ ВНУТРИ ТРУБОПРОВОДА

Полезная модель относится к области транспортной техники и может быть использована для перемещения приборов диагностики и различных устройств на плоских поверхностях.
Известен движитель, содержащий два телескопических цилиндра с закрепленными на их наружных поверхностях упругими элементами, контактирующими с внутренней поверхностью трубопровода, причем телескопические цилиндры соединены между собой приводом возвратно-поступательного перемещения, а каждый упругий элемент выполнен в виде проволочных щеток, наклоненных в обратную сторону движения всего устройства (авторское свидетельство СССР №852701, кл. B62D 57/00, 1981).
Недостатком аналога является малый срок службы, вследствие истирания проволочных щеток о внутреннюю поверхность трубопровода, причем в ряде случаев недопустимо трение внутренней поверхности трубопровода о металлические щетки, что ограничивает область применения данного движителя.
Также известна самоходная установка для движения внутри трубопровода (авторское свидетельство СССР №1142186, кл. В08В 9/04, B62D 57/00, 1984), содержащая расположенный параллельно продольной оси привод возвратно-поступательных перемещений, на концах которого в поперечных плоскостях установлены попеременно расширяющиеся пояса, и систему управления фазами работы этих поясов, причем каждый из поясов выполнен в виде упругого магнитопроводящего кольца, внутри которого диаметрально установлена пара электромагнитов, соединенная с системой управления.
Недостатком аналога является невысокая надежность, так как опорные пояса, которые выполнены в виде упругих магнитопроводящих колец, подвержены быстрому износу при трении о внутренние стенки трубопровода.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемой полезной модели является самоходное устройство для движения внутри трубопровода (патент РФ на полезную модель №179518, Кл. B62D 57/00 Опубл. 17.05.2018. Бюл. №14.), которое содержит три блока из магнитопроводящего материала, соединенные упругой связью, центральный Г-образный блок четырьмя продольными пружинами соединен в продольной плоскости с вспомогательным П-образным блоком с обмоткой, так же центральный Г-образный блок четырьмя поперечными пружинами соединен в поперечной плоскости с вспомогательным Г-образным блоком с обмоткой, каждая из катушек соединена с системой управления для подачи тока, вся конструкция находится на поверхности, которая горизонтальна или имеет небольшой наклон.
Недостатками прототипа являются относительно большие массогабаритные показатели и относительно невысокая удельная сила тяги.
Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является снижение массогабаритных показателей за счет уменьшения количества элементов устройства.
Технический результат заключается в повышении удельной силы тяги за счет уменьшения количества элементов устройства.
Технический результат достигается тем, что самоходное устройство для движения внутри трубопровода, содержит магнитопроводящие блоки, соединенные упругими элементами, и систему управления. Основной Г-образный магнитопроводящий блок, на котором установлена катушка с обмоткой, с помощью закрепленного на нем немагнитного упора соединен четырьмя упругими элементами в поперечной и продольной плоскости с вспомогательным Г-образным магнитопроводящим блоком, причем обмотка основного Г-образного магнитопроводящего блока соединена с системой управления.
Существо полезной модели поясняется чертежом, на котором изображено самоходное устройство для движения внутри трубопровода.
Самоходное устройство для движения внутри трубопровода содержит основной Г-образный магнитопроводящий блок 1, к которому прикреплен немагнитный упор 2. Две поперечные пружины 3 и две продольные пружины 4, выполняющие роль упругих элементов, с одной стороны зафиксированы на немагнитном упоре 2, а с другой присоединены к вспомогательному Г-образному магнитопроводящему блоку 5. На основном Г-образном магнитопроводящем блоке 1 намотана катушка 6. Самоходное устройство внешней поверхностью вспомогательного блока 5 расположено на горизонтальной плоскости 7, с возможностью перемещения по ней.
Самоходное устройство для движения внутри трубопровода работает следующим образом. В начальный момент времени пружины не сжаты, ток в обмотке отсутствует. При возрастании тока в обмотке 6 возрастают электромагнитные силы притяжения и продольные пружины 3 и поперечные пружины 4 сжимаются. При этом сила давления со стороны самоходного устройства на опорную поверхность 7, а, следовательно, и сила трения между вспомогательным Г-образным магнитопроводящим блоком 5 и поверхностью 7, по которой устройство перемещается, уменьшается из-за вертикальной составляющей электромагнитной силы, которая притягивает вспомогательный Г-образный магнитопроводящий блок к основному Г-образному магнитопроводящему блоку 1. Сила трения имеет направление, противоположное горизонтальной составляющей электромагнитной силы, и устройство незначительно перемещается в сторону вспомогательного Г-образного магнитопроводящего блока. Однако центр масс практически не меняет своего положения, так как на основание действует минимальная сила трения.
Далее ток в обмотке 6 уменьшается, электромагнитные силы притяжения уменьшаются, вследствие чего продольные пружины 4 и поперечные пружины 3 разжимаются. При этом сила давления, а, следовательно, и сила трения между вспомогательным Г-образным магнитопроводящим блоком 5 и поверхностью, по которой устройство перемещается, возрастает из-за силы упругости поперечных пружин. Разжимание продольных пружин приводит к отталкиванию основного Г-образного магнитопроводящего блока от вспомогательного Г-образного магнитопроводящего блока, так как на вспомогательный Г-образный магнитопроводящий блок действует максимальная сила трения, и все устройство сдвигается в сторону основного Г-образного магнитопроводящего блока. Так как сила давления и трения максимальны, то центр масс всего устройства существенно смещается в сторону основного Г-образного магнитопроводящего блока.
Далее ток в обмотках возрастает и цикл повторяется.
Таким образом, заявляемое устройство работает за счет асимметрии силы трения между вспомогательным блоком и поверхностью, по которой устройство перемещается (структурная или конструктивная асимметрия согласно И.И. Блехман, «Что может вибрация? О "Вибрационной механике" и вибрационной технике». М.: Наука 1988. С. 40-42)
Таким образом, заявляемая полезная модель обеспечивает уменьшение массогабаритных показателей и повышение удельной силы тяги самоходного устройства для движения внутри трубопровода.