УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЧИСТКИ ВНУТРЕННЕЙ ПОВЕРХНОСТИ ТРУБЫ ВРАЩАЮЩИМСЯ СТАЛЬНЫМ КАНАТОМ
CLEANING DEVICE OF INNER SURFACE OF PIPE WITH ROTATING STEEL ROPE

Изобретение относится к устройствам для чистки внутренних поверхностей труб или систем трубопроводов с использованием устройств для чистки, имеющих собственные приводные средства для их передвижения, причем устройства для чистки имеют двигатель для привода чистящих инструментов. Предлагаемое техническое решение может использоваться для удаления с внутренней поверхности труб окалины, ржавчины, накипи, нагара и других отложений, в частности, при подготовке поверхности трубы к нанесению на нее защитного покрытия.
Из уровня техники известны пескоструйные и дробеструйные аппараты для чистки внутренней поверхности трубопроводов, с которыми можно ознакомиться, например, на сайтах: http://www.alfaanticor.ru/pages 22/index.html, http://www.chembalt.ru/main/oborud izol/okraska vnuth. Подобные аппараты, как правило, содержат подвижную тележку, снабженную механизмом вращения сопел, приводом подачи и выносным блоком управления скоростью вращения сопел и скоростью движения тележки. В зависимости от степени загрязнения и твердости очищаемой поверхности используются различные типы абразива, объемы и давление подаваемого сжатого воздуха. Недостатками подобных аппаратов являются значительные затраты на расходные материалы, вредные условия эксплуатации, низкая надежность и долговечность.
В качестве прототипа выбрано устройство для чистки трубопроводов (Патент US 6058547, В08В 9/051, 1997 г.). Устройство содержит смонтированный на салазках гидравлический двигатель. Вал указанного двигателя снабжен державкой, в которой закреплены рабочие инструменты, представляющие собой отрезки стального многопрядного каната. По мере перемещения салазок по трубопроводу вращающийся стальной канат очищает внутреннюю поверхность трубопровода от корней растений и других загрязнений, которые уносятся потоком жидкости, подаваемой для вращения гидравлического двигателя. В известной конструкции устройства, однако, не предусмотрена регулировка положения державки по центру трубы, используется гидравлический двигатель с частотой вращения всего 320 об/мин, что не может обеспечить высокую производительность и эффективность очистки внутренней поверхности трубы от ржавчины и твердых отложений. Кроме того, известное устройство неудобно собирать в стесненных условиях, например в колодцах трубопроводов, а отрезки стального каната закреплены в державке таким образом, что после износа концов канатов их приходится выбрасывать.
Задачей настоящего изобретения является создание высокоэффективного, экономичного и удобного в эксплуатации устройства для чистки внутренней поверхности трубопроводов.
Технический результат, обеспечиваемый при решении указанной задачи, состоит в повышении эффективности очистки, улучшении эксплуатационных характеристик устройства, обеспечивающего удобство сборки, и в экономном использовании стального каната.
Названный технический результат достигнут в изобретении благодаря следующей совокупности признаков. В устройстве для чистки внутренней поверхности трубы, включающем закрепленные на центральной несущей оси переднюю нижнюю опору и заднюю нижнюю опору с приводом подачи, расположенные под углом друг к другу и закрепленные на указанной оси с возможностью регулирования две верхние опоры, смонтированную на центральной несущей оси с возможностью вращения режущую рабочую головку с двумя многопрядными стальными канатами и расположенный снизу от указанной оси привод режущей рабочей головки. При этом привод режущей головки и верхние опоры закреплены на несущей оси при помощи клемм, а многопрядные стальные канаты смонтированы в режущей головке в спиральных футлярах и снабжены средствами их фиксации.
Кроме того, передняя и задняя нижние опоры выполнены телескопическими в виде двух труб с отверстиями и фиксирующим пальцем, причем отверстия выполнены, по крайней мере, в двух парах взаимно перпендикулярных плоскостей с шагом, например, 20 мм, с обеспечением шага регулирования высоты опор 5 мм.
Кроме того, передняя и задняя нижние опоры в своей верхней части снабжены фиксирующими втулками, расположенными соосно центральной несущей оси, и закреплены на указанной оси при помощи центральной шпильки.
Кроме того, верхние опоры представляют собой цилиндрические стержни, закрепленные в клемме под углом 120° с возможностью бесступенчатого регулирования их вылета, причем на их концах смонтированы подпружиненные вилки с колесами.
Кроме того, режущая рабочая головка выполнена в виде левой и правой крышек, расположенных на центральной несущей оси, причем на ее левой крышке закреплен ведомый шкив клиноременной передачи, а на правой - крыльчатка для создания воздушного потока.
При этом каждое из средств фиксации стального каната представляет собой закрепленный между левой и правой крышками корпус с двумя взаимно перпендикулярными отверстиями, одно из которых направлено соосно стальному канату, а второе снабжено подвижным стержнем для фиксации указанного каната.
Кроме того, привод режущей рабочей головки представляет собой электродвигатель, причем на лапах указанного двигателя закреплен брус с двумя фиксирующим выступами, снабженными сквозными резьбовыми отверстиями, а смонтированная на несущей оси клемма имеет ответные канавки и четыре паза под винты для крепления указанного привода с возможностью регулирования натяжения ремня клиноременной передачи.
Изобретение, его признаки, детали и преимущества можно понять из описания, приведенного со ссылкой на прилагаемые чертежи, иллюстрирующие пример выполнения изобретения, на которых показано:
на фиг.1 - устройство для чистки внутренней поверхности трубы, аксонометрическое изображение;
на фиг.2 - устройство для чистки внутренней поверхности трубы, вид сзади;
на фиг.3 - устройство для чистки внутренней поверхности трубы, разрез по А-А на фиг.2 с увеличенным местным видом средства фиксации многопрядного стального каната;
на фиг.4 - устройство для чистки внутренней поверхности трубы, разрез по А-А на фиг.3;
на фиг.5 - регулировка натяжения ремня клиноременной передачи устройства для чистки внутренней поверхности трубы, аксонометрическое изображение.
Как видно из чертежей (см. фиг.1-5), устройство для чистки внутренней поверхности трубы 1 состоит из центральной несущей оси 2, передней нижней опоры 3, задней нижней опоры 4 и двух расположенных под углом 120° верхних опор 5. На центральной несущей оси 2 на клемме 6 закреплен привод 7 режущей рабочей головки 8. Привод 7 представляет собой электродвигатель 9, снабженный ведущим шкивом 10, с закрепленными на его лапах планками 11 и брусом 12 с фиксирующим выступами 13 со сквозными резьбовыми отверстиями 14. Брус 12 входит в ответные канавки 15 клеммы 6 и крепится винтами 16 с возможностью регулирования натяжения ремней 17. Вращение от ведущего шкива 10 посредством клиновых ремней 17 передается на ведомый шкив 18, закрепленный на левой крышке 19 режущей рабочей головки 8. С противоположной стороны на правой крышке 20 режущей головки 8 закреплена крыльчатка 21, предназначенная для создания направленного вдоль хода устройства воздушного потока и удаления мелкодисперсных продуктов очистки. Между крышками 19, 20 в спиральных футлярах 22 расположены отрезки многопрядных стальных канатов 23. По мере износа канатов 23 они вытаскиваются из спиральных футляров 22 на нужную длину и фиксируются в корпусе 24 при помощи подвижных стержней 25. Перемещение устройства для чистки внутренней поверхности трубы 1 осуществляется при помощи привода подачи 26, состоящего из червячного мотор-редуктора 27, звездочек 28 и приводной роликовой цепи 29. Мотор-редуктор 27 закреплен на пластине 30 с возможностью регулировать натяжение цепи 29. Пластина 30 закреплена на кронштейнах 31, 32, установленных на внутренней трубе 33 задней нижней опоры 4. Внутренняя труба 33 и наружная труба 34 снабжены отверстиями 35 и пальцем 36, позволяющими устанавливать центральную несущую ось 2 по центру трубы 1. Наружная труба 34 задней нижней опоры 4 и наружная труба 37 передней нижней опоры 3 имеют фиксирующие втулки 38. С их помощью опоры 3, 4 монтируются на концы несущей оси 2 и фиксируются центральной шпилькой 39. Смонтированные на центральной оси 2 верхние опоры 5 включают закрепленные в клемме 40 стержни 41 и вилки 42. Вилки 42 снабжены колесами 43 и прижаты к требе 1 при помощи пружин 44.
Установка снабжена выносным пультом управления, телекамерами, сигнальным и силовым кабелями (на чертежах не указаны).
Сборка устройства осуществляется, например, следующим образом. Отдельно производится сборка передней нижней опоры 3 и задней нижней опоры 4 с приводом подачи 26. Причем по результатам замеров внутреннего диаметра трубопровода выставляется высота опор (3,4), чтобы несущая ось 2 находилась по центру указанного трубопровода, На центральной несущей оси 2 монтируется режущая рабочая головка 8 и клеммы 6, 42. Окончательная сборка указанных модулей и привода 7 производится непосредственно в трубопроводе. На верхних опорах 5 регулируется натяжение пружин 44, чтобы колеса 43 находились в постоянном контакте с трубой 1.
Управление частотой вращения привода 7 режущей рабочей головки 8, приводом подачи 26 и контроль качества очистки осуществляется с выносного пульта управления, установленного на входе в отдельную трубу или участок трубопровода. Мелкодисперсные продукты очистки выносятся потоком воздуха, создаваемым крыльчаткой 21 по направлению движения устройства. Таким образом обеспечивается долговечность и надежность работы механизмов устройства и безопасные условия для оператора.
Конструктивные особенности изобретения обеспечивают возможность промышленного производства высокоэффективного, экономичного устройства для очистки внутренней поверхности трубопроводов. Модульная конструкция указанного устройства позволяет собирать его в стесненных условиях, например в колодцах трубопроводов.
Приведенный выше пример конкретного выполнения по изобретению не является единственно возможным. Допускаются различные модификации и улучшения, не выходящие за пределы области действия изобретения, определенной прилагаемой формулой.