Устройство для очистки внутренней поверхности труб

Полезная модель относится к техническим средствам, которые применяются для очистки внутренней поверхности труб от загрязнений различного характера, и может использоваться в нефтедобывающей промышленности, в коммунальном хозяйстве, а также в других отраслях промышленности.
Целью данного устройства является снижение трудозатрат, повышение качества очистки, бывших в использовании труб.
Известно устройство для очистки внутренней поверхности труб, которое содержит механизм вращения трубы вокруг своей оси, бункер для абразивного очищающего материала и лучевой очищающий орган, соединенный с системой подачи сжатого воздуха, сопла из которого подают абразивный материал в бункер (патент UA №20615, МПК 6 В08В 9/04. 1998). Но такое устройство требует систему сжатого воздуха и дополнительно имеет бункер с жесткой обечайкой. Кроме того, такое устройство не приспособлено для очистки внешней поверхности труб.
Известное устройство для очистки внутренней поверхности труб, имеющее стержень, выполненный в виде штанги с винтовыми канавками на передней части для отведения отложений, которые снимаются со стенок труб (см. декларационный патент UA №34538, МПК 6 В08В 9/04, 1998). Но такое устройство предназначено только для очистки внутренней поверхности труб и только одного небольшого диаметра.
Известное устройство для очистки поверхностей трубопровода, при котором трубопровод вращают на роликовых опорах и с одной стороны трубопровода в его внутреннюю полость подают очищающий абразивный материал и одновременно осуществляют очистку внешней поверхности трубопровода с помощью вращающихся металлических щеток (см. декларационный патент на изобретение UA №48734, МПК 6 В08В 9/04, 2002). Такое устройство содержит роликовую опору, механизм вращения трубы вокруг своей оси, бункер для подачи в середину трубы абразивного материала и поддон для его сбора, дополнительные внешние металлические щетки с независимым электроприводом их вращения и установленными на каретке с возможностью продольного перемещения вдоль трубы.
При этом роликовая опора имеет возможность отклоняться от горизонтального положения, а механизм вращения трубы имеет возможность плавного регулирования своей скорости вращения.
К недостаткам указанного устройства относится то, что во внутреннюю полость трубы подают абразивный материал, который нужно возвращать потом снова в другую трубу, подача и добавление воды, растворителей или эмульсий требует возвращения их, то есть образование замкнутой системы.
Ближайшим для заявленного технического решения является устройство, которое представлено в патенте RU №50882. Устройство для очистки труб имеет узел для очистки внутренней поверхности трубы.
Этот узел представляет собой штангу, на одном конце которой расположены фрезы и щетки, а на другом - электропривод. Штанга собрана из карданных соединений (частей) и размещена в защищенном корпусе, который имеет вид трубы. Штанга крепится со стороны электропривода к передвижной автономной каретке.
Управление работой устройства осуществляется с пульта управления, который расположен на каретке, которая передвигается на колесах с помощью отдельного привода. На пульте управления расположены все органы, выполняющие отдельные действия, связанные с очисткой труб. Пульт расположен в отдельной закрытой кабине, имеющей окна.
Принцип действия устройства состоит в том, что трубу с помощью механизма горизонтального перемещения располагают между двумя рядами катков, расстояние между катками регулируется в зависимости от диаметра труб, при включении вращения катков труба вращается вокруг своей продольной оси.
Недостатком ближайшего аналога является то, что в устройстве нет возможности выбора режима работы, я зависимости от загрязненности внутренней части трубы. Постоянная работа в одном режиме с использованием фрез и щеток может привести к частым поломкам устройства и выводу устройства из строя. К тому же отсутствие растворителя при очистке не обеспечивает должную очистку внутренней поверхности трубы, для соответствия качеству очистки труб до норм «St03» (ГОСТ Р ИСО 8501-1-2014).
Заявленная полезная модель относится к области механической обработки труб и может использоваться для внутренней очистки труб от битума, парафина, нефтесодержащих загрязнений, других загрязнений. Данное устройство изготавливается по чертежам из металла, металлоемко и сложно в изготовлении.
Устройство для очистки внутренней поверхности трубы содержит раму с расположенными на ней роликовыми опорами, на которых закрепляется труба и подвижный блок, состоящий в том числе из чистящей головки с электрическим приводом. Чистящая головка крепится на направляющей длины которой достаточно для очистки трубы длиной 12 метров. После того как труба установлена на опоры и закреплена, чистящая головка помещается внутрь трубы и за счет прилегающих колец и вращающихся частей происходит очистка внутренней поверхности трубы. Для особо сильных загрязнений в чистящей головке предусмотрена подача перегретого пара (150°С), для термического воздействия на загрязнения. Полезная модель обеспечивает соответствие качества очистки труб до норм «St03» (ГОСТ Р ИСО 8501-1-2014), для дальнейшего использования трубы.
Задачей при создании заявленного устройства являлось исключение недостатков ближайшего аналога, а именно осуществление возможности выбора способа очистки в зависимости от степени загрязнения внутренней поверхности трубы, с использованием в работе насадок, соответствующих типу загрязнения. Для этого устройство было оснащено приспособлением для подачи пара и емкостями для сбора загрязнений.
Целью является создание устройства для очистки труб простой конструкции с возможностью ее использования в полевых условиях для труб диаметром от 50 до 1420 мм, до соответствия качеству очистки труб до норм «St03» (ГОСТ Р ИСО 8501-1-2014).
Технический результат, достигаемый при реализации данной полезной модели, заключается в повышении качества очистки труб любых диаметров, в том числе в диапазоне диаметров 50-1420 мм, с возможностью выбора режима очистки соответствие качества очистки труб до норм «St03» (ГОСТ Р ИСО 8501-1-2014).
В общем виде заявленная полезная модель представлена в виде устройства для очистки внутренней поверхности труб, содержащее роликовые опоры, расположенные на раме, и узел очистки внутренней поверхности трубы, которым является поршень с полой внутренней поверхностью, включающий насадки в виде вращающегося диска с твердой резиной, вращающегося диска со скребками из твердого сплава, вращающейся щетки, вращающейся форсунки для подачи пара, который подают в форсунку через внутреннюю полую поверхность поршня, причем поршень через ось вращения соединен с электроприводом, расположенным на передвижной каретке, движение которой позиционирует поршень внутри трубы, в которой осуществляют очистку внутренней поверхности.
Движение каретки осуществляют в горизонтальном направлении по направляющим рамы.
Конструкция заявленного устройства раскрыта на иллюстрациях 1-5.
На иллюстрации 1 показан вид заявленного устройства сбоку, с указанием расположения трубы, внутри которой осуществляют очистку.
На иллюстрации 2 показан вид заявленного устройства сверху, с указанием расположения трубы, внутри которой осуществляют очистку.
На иллюстрации 3 показан вид заявленного устройства в объеме, с указанием расположения трубы, внутри которой осуществляют очистку.
На иллюстрации 4 показана часть поршня в разрезе с указанием расположения насадок и средств для очистки, с указанием следующих позиций:
1. Вращающийся диск с твердой резиной, для снятия жидких и крупных загрязнений.
2. Вращающийся диск со скребками для снятия твердых отложений.
3. Вращающаяся щетка для снятия пленок.
4. Диск с твердой резиной для удаления снятых загрязнений.
5. Ось вращения.
6. Жесткое основание для оси вращения, ось закреплена внутри.
7. Форсунка подачи пара, прогретого до 140°С.
На иллюстрации 5 показан Вращающийся диск с твердой резиной, для снятия жидких и крупных загрязнений.
На иллюстрации 6 показан Вращающийся диск со скребками для снятия твердых отложений.
На иллюстрации 7 показана Вращающаяся щетка для снятия пленок.
Труба для очистки устанавливается и закрепляется неподвижно, во время установки трубы проверяется соосность трубы и чистящей головки. Затем оператор визуально определяет степень загрязненности трубы и принимает решение какие операции будет использовать, составляя очередность процесса очистки из следующих операций:
1. Рабочий ход без вращения, для удаления жидких и подвижных загрязнений.
2. Рабочий ход с вращением чистящей головки с пластинами(скребки), для удаления твердых неподвижных загрязнений.
3. Рабочий ход с вращением чистящей головки с пластинами(скребки) и вращением щетки, для удаления твердых неподвижных загрязнений и тонких пленок.
4. Рабочий ход с вращением чистящей головки с пластинами(скребки) и вращением щетки с подачей пара, для удаления твердых неподвижных загрязнений, тонких нефтесодержащих пленок.
Результатом очистки является чистая поверхность трубы до степени очистки «St01» или «St03» по ГОСТ Р ИСО 8501-1-2014. Установка проста в обслуживании, которое осуществляется с использованием 2 человек, один из которых является оператором установки, второй выполняет визуальный контроль и перемещения трубы, и замену баков для отходов очистки.