УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ ВНЕШНЕЙ ПОВЕРХНОСТИ ТРУБ

Полезная модель устройство относится к чистящим устройствам, а именно к самоходным устройствам, предназначенным для чистки внешней поверхности цилиндрических труб.
Известна и широко применяется угловая шлифовальная машина, подробно описанная в сети Интернет по адресу: https://ru.wikipedia.org/wiki/Угловая_шлифовальная_машина.
Угловая шлифовальная машина предназначена для резки, шлифования и зачистки изделий из камня, металла и других материалов. Оси двигателя и инструмента в данной машине расположены под углом 90° по отношению друг к другу. Известное устройство является преимущественно ручным и требует при своей работе участия оператора. Использование ручного труда для выполнения простых однотипных действий экономически нецелесообразно, не исключает возможности выполнения работ неприемлемого уровня качества, а также получения исполнителем производственных травм. Кроме того, зоны внешней поверхности трубы, которые необходимо очистить, могут быть труднодоступны для исполнителя, например, располагаться на значительной высоте.
Наиболее близким по технической сути является «Устройство для очистки внешней поверхности труб» (патент на изобретение SU 165091 от 29.08.1962, опубликован 04.09.1964, МПК B08B 9/023), рама которого выполнена разъемной, на раме установлены дебалансы, направленные в противоположные стороны, и гибкие ленты, охватывающие очищаемую трубу, при этом ленты снабжены щетками, которые вместе с рамой совершают круговые колебательные движения в двух взаимно перпендикулярных направлениях.
Известное устройство может осуществлять очистку внешней поверхности цилиндрической трубы только в месте своего монтажа и не способно самостоятельно перемещаться. Для перехода к следующему участку трубы описанное устройство необходимо разобрать, переместить и вновь привести в рабочее положение.
На сегодняшний день из уровня техники неизвестны устройства, обладающие возможностью контролируемого перемещения оборудования для очистки по внешней поверхности цилиндрической трубы.
Задачей предлагаемого технического решения является создание устройства, способного осуществлять очистку внешней поверхности цилиндрической трубы, перемещая чистящий рабочий орган по заданной траектории, как вдоль оси трубы, так и вокруг нее.
Поставленная задача решена за счет устройства для очистки внешней поверхности труб, характеризующегося тем, что оно содержит, по меньшей мере, три кольцеобразно установленных модуля, при этом каждый модуль содержит пару колес Илона, каждое из которых установлено с возможностью изменения направления и скорости вращения, при этом устройство снабжено средством очистки поверхности трубы; средство очистки поверхности трубы выполнено в форме щетки, установленной с возможностью вращения и изменения положения; устройство выполнено с возможностью синхронизации вращения выбранных колес Илона; каждый модуль устройства снабжен парой электродвигателей, каждый из которых кинематически связан с соответствующим колесом Илона; модули устройства соединены с возможностью разъединения; устройство снабжено средством регулировки взаимного положения модулей.
Суть технического решения иллюстрирована чертежами, где на фиг. 1 - общий вид устройства для очистки внешней поверхности труб, на фиг. 2 - колесо Илона.
На фиг. 1, фиг. 2: устройство 1 для очистки внешней поверхности труб, модуль 2, колесо Илона 3, электродвигатель 4, средство 5 регулировки взаимного положения модулей, вал 6, диск 7, ролик 8, корпус модуля 9, соединительный элемент 10, труба 11, средство 12 очистки поверхности трубы, активный блок 13, пассивный блок 14, пружина 15.
Устройство для очистки внешней поверхности труб выполнено следующим образом.
Устройство 1 для очистки внешней поверхности цилиндрических труб содержит, по меньшей мере, три кольцеобразно установленных модуля 2. Каждый модуль 2 содержит пару колес Илона 3. Каждое колесо Илона 3 содержит вал 6, на котором закреплена пара профильных дисков 7. Между дисками 7 установлены с возможностью вращения бочкообразные ролики 8. Ролики 8 установлены таким образом, что ось их вращения находится под углом к оси вращения вала 6. Ролики 8 выполнены формой, обеспечивающей равноудаленность точек контакта ролика 8 с внешней поверхностью трубы 11. Колеса Илона 3, входящие в состав одного модуля 2, установлены в нем зеркально относительно друг друга, таким образом, что оси вращения валов 6 занимают параллельное друг другу положение. Каждое колесо Илона 3 кинематически связано с отдельным электродвигателем 4, расположенным в корпусе 9 модуля 2. Кинематическая связь между валом электродвигателя 4 и валом 6 колеса Илона 3 осуществляется любым известным из уровня техники способом, например, при помощи цепной, ременной или карданной передачи. Электродвигатели 4 выполнены с возможностью изменения направления и скорости вращения своего вала. Таким образом, каждое колесо Илона 3 обладает возможностью контролируемого изменения направления и скорости своего вращения. Направление и скорость вращения вала каждого электродвигателя 4 управляются контроллером в соответствии с программой или при помощи пульта управления. Таким образом, осуществляется возможность синхронизации вращения отдельных колес Илона 3. Синхронизация вращения выбранных колес Илона 3 позволяет равномерно распределить нагрузку между отдельными модулями 2, обеспечив, таким образом, эффективное перемещение устройства 1 по внешней поверхности трубы 11. Устройство 1 снабжено средством 12 очистки поверхности трубы 11. По меньшей мере, одно средство 12 очистки поверхности трубы 11 установлено на одном из модулей 2 или закреплено между модулями 2. Средство 12 очистки трубы 11 может быть выполнено, например, в виде щетки чашечного типа, установленной с возможностью вращения. Возможность вращения обеспечивается, например, за счет установки щетки на вал электродвигателя. Средство 12 очистки установлено с возможностью изменения расстояния между ним и поверхностью трубы 11. Например, средство 12 очистки поверхности трубы 11 может быть установлено посредством механизма, состоящего из активного 13 и пассивного 14 блоков, при этом средство 12 закреплено в пассивном блоке 14. При угловом перемещении активного блока 13 изменяется ориентация пассивного блока 14 и, как следствие, положение закрепленного в нем средства 12 очистки поверхности тубы 11, приближая, или удаляя его от обрабатываемой поверхности. Для прижима средства 12 к обрабатываемой поверхности трубы 11, может быть использована пружина 15 или иное устройство, обеспечивающее настраиваемое усилие прижима средства 12 очистки к обрабатываемой поверхности трубы 11.
Модули 2 кольцеобразно соединены между собой посредством соединительных элементов 10 с возможностью разъединения. Соединительные элементы 10 могут быть выполнены в виде жесткой пространственной рамы, или обладать возможностью изменения своей рабочей длины, за счет, например, винтовой или пружинной регулировки. Так же соединительные элементы 10 могут быть выполнены в виде средства 5 регулировки взаимного положения модулей 2. Средства 5 регулировки взаимного положения модулей 2 могут содержать рычажно-эксцентриковые, или иного вида стяжки, что позволяет осуществлять регулировку силы прижима колес Илона 3 к внешней поверхности трубы 11 после установки устройства 1 в рабочее положение.
Устройство для очистки внешней поверхности труб работает следующим образом.
В зависимости от диаметра трубы 11, внешнюю поверхность которой необходимо очистить, выбирают необходимое количество модулей 2 и соответствующее ему количество соединительных элементов 10. Модули 2 располагают вокруг трубы 11 и соединяют при помощи соединительных элементов 10. При этом средство 12 очистки поверхности трубы 11 находится в нерабочем положении - не контактирует с поверхностью трубы 11 и не препятствует процессу установки устройства 1 в рабочее положение. Последний соединительный элемент 10 соединяют с первым модулем 2. Модули 2 устанавливают, например, таким образом, что бы ось вала 6 колеса Илона 3, входящего в состав модуля 2, располагалась параллельно оси трубы 11. После осуществления монтажа устройства производят регулировку силы прижима колес Илона 3 к внешней поверхности трубы 11. На одном из соединительных элементов 10, выполненном в виде средства 5 регулировки взаимного положения модулей 2, осуществляют вращение регулирующего органа до тех пор, пока усилие прижима колес Илона 3 к поверхности трубы 11 не станет достаточным. Затем устройство 1 для очистки внешней поверхности труб подключают к источнику питания, обеспечивающего необходимую мощность для работы электрооборудования устройства 1. После запуска соответствующей управляющей программы устройство 1 начинает свое контролируемое перемещение по внешней поверхности трубы 11 вместе со средством 12 очистки поверхности трубы 11. При однонаправленном вращении пары колес Илона 3 входящих в состав одного модуля 2, данный модуль 2 стремится к перемещению в направлении перпендикулярном осям вращения валов 6. При встречном вращении пары колес Илона 3 модуль 2 стремится к перемещению в направлении параллельном осям вращения валов 6. Комбинируя, например, при помощи контроллера, направление и скорость вращения отдельных колес Илона 3, устройство 1 перемещают по внешней поверхности трубы 11 по заданной траектории. При достижении устройством 1 зоны, в которой необходимо производить очистку внешней поверхности трубы 11, средство 12 переводят в рабочее положение путем поворота активного блока 13 до его контакта с поверхностью трубы 11. На электродвигатель, на вал которого установлено средство 12, подают напряжение, сообщая, таким образом, вращение средству 12 очистки. При начале движения устройства 1 вокруг трубы 11 активный блок 13 утрачивает контакт с ее поверхностью и прижим средства 12 к поверхности трубы 11 обеспечивает пружина 15 или иное прижимное устройство. Средство 12, будучи прижатым к внешней поверхности трубы 11 производит ее очистку при осуществлении устройством 1 своего контролируемого перемещения по поверхности трубы 11 по заданной траектории. Управление устройством 1 может быть ручным, полностью автоматизированным, в соответствии с управляющей программой или осуществляться с пульта управления посредством радио или проводной связи.
Кольцеобразная поочередная установка модулей 2 и соединительных элементов 10, в совокупности с возможностью регулировки усилия прижима колес Илона 3 к поверхности трубы 11 за счет средства 5 регулировки взаимного положения модулей 2 позволяет надежно фиксировать устройство 1 на внешней поверхности трубы 11. Комбинирование значений таких параметров как скорость и направление вращения отдельных колес Илона 3 и возможность их синхронизации, обеспечивает возможность эффективного перемещения устройства 1 как вдоль оси цилиндрической трубы, так и вращения вокруг нее. Наличие средства 12 очистки поверхности трубы 11, в совокупности с возможностью его прижатия к обрабатываемой поверхности позволяет осуществлять очистку внешней поверхности трубы 11.
Техническим результатом предлагаемого технического решения является создание устройства для очистки внешней поверхности цилиндрических труб по заданной траектории, за счет устройства для очистки внешней поверхности труб, характеризующегося тем, что оно содержит, по меньшей мере три кольцеобразно установленных модуля, при этом каждый модуль содержит пару колес Илона, каждое из которых установлено с возможностью изменения направления и скорости вращения, при этом устройство снабжено средством очистки поверхности трубы; средство очистки поверхности трубы выполнено в форме щетки, установленной с возможностью вращения и изменения положения; устройство выполнено с возможностью синхронизации вращения выбранных колес Илона; каждый модуль устройства снабжен парой электродвигателей, каждый из которых кинематически связан с соответствующим колесом Илона; модули устройства соединены с возможностью разъединения; устройство снабжено средством регулировки взаимного положения модулей.