УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОЧИСТКИ ТРУБОПРОВОДОВ КАНАЛИЗАЦИОННОЙ СЕТИ

Устройство относится к передвижным устройствам для очистки трубопроводов канализационной сети и может быть использовано на промышленных предприятиях и в системе городского коммунального хозяйства.
Известны устройства для очистки трубопроводов, содержащие пробивной гибкий вал, захватное приспособление и толкающий механизм, например, устройство для очистки трубопровода, описанное в Автор. свид. СССР №365442, Е03F 9/00, В08В 9/04, БИ N 6 от 08.01.73. Данное устройство содержит раму с прижимными колодками, силовой цилиндр, стойку упорами. На штоке силового цилиндра закреплено захватное приспособление для пробивного гибкого вала. Захватное приспособление имеет корпус с откидной крышкой, в пазу которого на оси установлен эксцентрик. Устройство размещают на канализационном колодце и крепят прижимными колодками. Гибкий пробивной вал пропускают через ролики, захватный механизм, откидывая его крышку, затем через направляющий патрубок и заводят в трубопровод. При подаче сжатого воздуха в полость силового цилиндра его поршень движется вверх до соударения хвостовика эксцентрика о средний упор стойки, эксцентрик поворачивается и происходит захват гибкого вала. При соударении хвостовика эксцентрика с верхним упором стойки пробивной гибкий вал окончательно зажимается и совместно с поршнем движется вниз. Когда на пути пробивного гибкого вала встречается закупорка, поршень совершает возвратно-поступательные движения совместно с пробивным гибким валом до тех пор, пока закупорка не будет пробита.
Устройство достаточно громоздкое, что осложняет его доставку к месту проведения работ. Эффективность устройства недостаточно высока как из-за возвратно-поступательного движения, так и из-за двойного преобразования энергии механической в энергию жидкости и обратно, что снижает коэффициент полезного действия, повышает требования к сопрягаемым поверхностям (гидроаппаратура), что, в свою очередь, повышает стоимость. При использовании известного устройства не исключена возможность скручивания гибкого вала и его искривление.
Известно устройство для очистки трубопроводов, содержащее пробивной гибкий вал, захватное приспособление и приводной механизм (Авт. свид. СССР №684107, МПК Е03F 7/08, опубл. БИ N 33 от 05.09.79). Приводной механизм устройства состоит из толкающего механизма и приводного двигателя. При этом толкающий механизм выполнен в виде шарнирного многозвенника, состоящего из звена захвата, которое установлено с возможностью возвратно-поступательного движения, и звена, совершающего плоскопараллельное движение.
Среди недостатков данного устройства можно отметить, что оно, как и все устройства ударного действия, имеет пониженную долговечность и более высокую металлоемкость. Устройство достаточно громоздкое, что осложняет его доставку к месту проведения работ. При использовании устройства осуществляется только линейное перемещение вала, что без его вращения менее эффективно при очистке труб. Параметры устройства не регулируются, и при встрече с засором также существует возможность скручивания гибкого вала.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению является универсальная машина для чистки трубопроводов (патент РФ №2145528, МПК В08В 9/02, опубл. 20.02.2000 г.) Универсальная машина для чистки трубопроводов имеет пробивной гибкий вал, захватное приспособление, приводной механизм, который выполнен в виде импульсного вариатора, соединенного с приводным двигателем. Импульсный вариатор состоит из преобразующего циклового механизма с регулируемой величиной ведущего кривошипа и клинового механизма свободного хода, содержащего эксцентрик и два подпружиненных клина, которые расположены в клиновых полостях между эксцентриком и ведомой обоймой. На клиньях выполнены пазы, во взаимодействии с которыми на валике управления, расположенном в отверстии эксцентрика, выведенном за корпус вариатора, установлена кулиса управления. Захватное приспособление расположено на ведомой обойме клинового механизма свободного хода и комплектуется универсальным зажимом для гибкого вала и исполнительных агрегатов. Зажим имеет возможность крепления в держателе захватного приспособления посредством крепежного средства, установленного в сквозном отверстии, которое выполнено на цилиндрической поверхности корпуса зажима. Закрепленный в захватном приспособлении универсальный зажим удерживает конец гибкого вала, другой конец которого через направляющую трубу вводится в колодец или прочищаемую трубу до засоренного участка. В процессе работы ведомая обойма может совершать пульсирующее вращательное движение в обе стороны, а также совершать колебательное движение, при этом ведущий вал импульсного вариатора, связанный с валом приводного двигателя, или с валом отбора мощности минитрактора совершает вращательное движение с частотой ведущего вала. Это вращение через клиноплунжерный механизм с шатуном преобразуется в колебательное движение коромысла четырехзвенника.
В известной универсальной машине для чистки трубопроводов гибкий вал, как следует из чертежа, является составным (сборным) и связан с импульсным вариатором, за счет которого ему помимо вращения придана возможность совершать пульсирующие и колебательные движения. Однако при таких движениях гибкого вала возможны его разрушения, так как колебания и пульсация могут отрицательно воздействовать на узлы соединения звеньев гибкого вала. Звено гибкого вала заведено загнутым концом в корпус универсального зажима. При такой установке звена гибкого вала осуществляется плотный контакт загнутого конца с внутренней поверхностью корпуса, однако при этом конец вала ничем не закреплен в корпусе, т.е. отсутствует средство закрепления конца гибкого вала внутри корпуса. Крепление универсального зажима в захватном приспособлении не связано с фиксацией звена гибкого вала в корпусе зажима. В таком соединении даже при вращении без пульсаций и колебаний отогнутый конец одного из звеньев вала может отломиться. Кроме того, направляющая труба в канализационном колодце находится в строго вертикальном положении и, следовательно, имеет изгибы как на входе в колодец, так и на выходе из него. Гибкому валу внутри направляющей трубы задается аналогичное положение, при котором из-за изгибов возможно заклинивание вала внутри направляющей трубы, что приводит к петлеобразованию гибкого вала и возникновению аварийных ситуаций. В прототипе отсутствуют какие-либо средства, способствующие направляемому проталкиванию гибкого вала внутрь направляющей трубы, без которых также возможно заклинивание гибкого вала и в направляющей трубе и соответственно в подземном трубопроводе. Помимо указанных недостатков, связанных с надежностью известной машины, следует отметить, что недостатками являются неудобство эксплуатации и сложность конструктивного исполнения.
При создании заявляемой полезной модели была поставлена задача упростить конструкцию устройства для прочистки трубопроводов канализационной сети и при снижении затрат обеспечить надежность, простоту и удобство обслуживания.
Указанная задача решается тем, что устройство для прочистки трубопроводов, которое включает составной пробивной вал, привод вращения с захватом для соединительного узла вала, направляющее приспособление для пробивного вала и набор сменного рабочего инструмента, согласно заявляемой полезной модели представляет собой тележку с вертикальными стойками, несущими параллельно основанию тележки раму. На раме с возможностью горизонтального перемещения закреплен привод вращения. Устройство оснащено дополнительным захватом с горизонтальной прорезью и державками для управления подачей пробивного вала, при этом направляющее приспособление для пробивного вала выполнено в виде незамкнутого закругленного в донной части лотка, соединенного под углом с длинномерным держателем.
В частном случае выполнения устройство для прочистки трубопроводов оснащено механическим приводом вращения, использование которого значительно упрощает конструкцию устройства и позволяет осуществить передачу вращения на вал с помощью рукоятки.
В другом частном случае выполнения устройство для прочистки трубопроводов стойки тележки связаны с основанием посредством винтовой пары, регулирующей положение рамы с приводом на высоте от 600 до 800 мм, для удобства обслуживания устройства.
В третьем частном случае выполнения устройство для прочистки трубопроводов оснащено направляющим приспособлением, длинномерный держатель которого выполнен составным (сборным). Длина держателя лотка в направляющем приспособлении для пробивного вала выбирается в зависимости от глубины расположения в канализационной сети прочищаемого трубопровода. Исходя из того, что трубопроводы канализационной сети могут располагаться на глубине от 2 до 6 метров возможность варьирования длины держателя в случае его выполнения составным (сборным) способствует улучшению удобства доставки устройства, его хранения и эксплуатации.
Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемое техническое решение отличается от прототипа наличием достаточно простых по конструкции средств. Конструктивными отличиями являются тележка с вертикальными стойками, несущими горизонтальную раму для крепления привода вращения пробивного вала; захват с горизонтальной прорезью и державками для управления подачей пробивного вала и направляющий лоток, соединенный под углом с длинномерным держателем. Отличием является возможность изменения положения привода, как в горизонтальном направлении, так и в вертикальном. Перечисленные несложные по конструктивному исполнению средства позволяют обеспечить снижение материалоемкости устройства, простоту и удобство обслуживания. На снижение затрат, кроме того, влияет ускорение монтажа и демонтажа указанных средств в процессе эксплуатации.
В заявляемом техническом решении посредством дополнительного захвата с державками и горизонтальной прорезью, удерживающего соединительный узел вала, осуществляется ручное управление подачей пробивного вала, что способствует предотвращению петлеобразования на участке пробивного вала между приводом и направляющим приспособлением, тем самым снижается риск аварии и повышается надежность эксплуатации устройства. Наличие в заявляемом устройстве направляющего приспособления для пробивного вала в виде незамкнутого лотка, соединенного с длинномерным держателем, позволяет предотвратить заклинивание вала, который на входе в коллекторный колодец и при заходе в прочищаемый трубопровод дважды изменяет свое направление: от горизонтального до вертикального, а затем снова занимает горизонтальное положение. Пробивной вал при опускании внутрь колодца скользит по наклонной поверхности донной части лотка за счет соединения его под углом с держателем. Закругление донной части лотка выполнено с учетом того, что ее поверхность, описанная по радиусу, соответствует внутренней поверхности прочищаемого трубопровода, что позволяет не только подвести лоток с пробивным валом прямо к входу этого трубопровода, но принять и поднять на поверхность предметы засора трубопровода после извлечения из него пробивного вала. При этом нет необходимости оператору, обслуживающему устройство, спускаться в канализационный колодец, что небезопасно для его жизни. Выполнение устройства в виде тележки позволяет легко перемещать его к месту работы, при этом вертикальные стойки с рамой являются не только средством, обеспечивающим крепление привода с возможностью изменения его положения в вертикальном и горизонтальном направлении, но и средством, с помощью которого осуществляется передача толкающего усилия оператора, необходимого для перемещения тележки.
Заявляемое техническое решение воплощено в простом устройстве, при эксплуатации которого обеспечивается качественная прочистка засоров трубопроводов, безаварийность работы и удобство эксплуатации.
Полезная модель поясняется следующими графическими материалами. На фигуре 1 показан общий вид устройства для прочистки трубопроводов канализационной сети в случае его выполнения с механическим приводом. На фигуре 2 схематично представлен вид устройства с механическим приводом в рабочем состоянии.
Устройство для прочистки трубопроводов канализационной сети в общем случае выполнения представляет собой тележку 1 со стойками 2, несущими параллельно основанию тележки раму 3, оснащенную приводом 4 для передачи вращения на пробивной вал 5 и направляющим приспособлением 6 для опускания вала 5 в канализационный колодец. Пробивной вал 5 собран из отдельных стержневых элементов (звеньев) 7, связанных между собой при помощи соединительных узлов 8. Привод вращения 4 на раме 3 стоек 2 закреплен с возможностью горизонтального перемещения и снабжен захватом 9 для соединительного узла 8 пробивного вала 5. Во взаимодействии с соединительным узлом 8 пробивного вала 5 выполнен дополнительный захват 10 с горизонтальной прорезью, снабженный державками для управления подачей пробивного вала 5. Направляющее приспособление 6 выполнено в виде незамкнутого закругленного в донной части лотка 11, который соединен под углом с длинномерным держателем 12. Устройство для прочистки трубопроводов включает набор рабочего инструмента в виде сменных насадок 13.
Подготовка устройства к работе и работа устройства осуществляется следующим образом. Тележку 1 с приводом 4, на основании которой размещены сменные насадки 13, стержневые элементы 7 пробивного вала 5, захват 10, лоток 11 и держатель 12 направляющего приспособления 6 устанавливают на расстоянии 3-5 метров от канализационного колодца. Затем соединяют лоток 10 с длинномерным держателем 12 и подготовленное направляющее приспособление 6 опускают в колодец. Приступают к сборке пробивного вала 5, звено 7 которого одним концом вводится в корпус соединительного устройства 8 и закрепляется в нем. Второй конец звена 7 устанавливается и закрепляется в корпусе другого соединительного устройства 8. К свободному торцу этого же устройства 8 подводится конец следующего звена 7 и также закрепляется в нем. Звенья 7 соединяют между собой до тех пор, пока длина пробивного вала 1 не достигнет величины 6-10 метров, что достаточно для начала работ. На конец вала 5 подсоединяют насадку 13 «ПИКА». Не опускаясь в колодец, направляют по лотку 11 направляющего приспособления 6 пробивной вал 5 с насадкой 13 и, подводя лоток 10 ко входу в трубопровод, добиваются, чтобы вал 5 был заправлен в прочищаемый трубопровод. Свободный конец вала 5 посредством захвата 9 соединяют с приводом вращения 4. Одно из звеньев 7 вала 5 пропускают через горизонтальную прорезь захвата 10 с тем, чтобы установить внутри него соединительный узел 8, который имеет возможность вращения внутри захвата 10 при вращении вала 5. При работающем приводе 4 подача пробивного вала 5 контролируется оператором, который при помощи державок захвата 10 плавно направляет пробивной вал 5 по лотку 11 направляющего приспособления 6 внутрь трубопровода. Одновременно другой оператор внимательно следит за вращением вала 5 и, выполняя команды оператора, который захватом 10 действует на подаче в прочищаемый трубопровод вала 5, плавно продвигает тележку 1 по направлению к колодцу. При выборке свободного конца пробивного вала 5 между колодцем и приводом 4 необходимо остановить вращение вала, отсоединить привод 4 и добавить необходимое количество дополнительных звеньев 7 вала 5. После прокола засора насадкой 13 в виде пики пробивной вал 5 извлекают из колодца вместе с направляющим приспособлением 6. Исходя из характера засора, на конец пробивного вала 5 устанавливают требуемую насадку и повторяют операции, описанные выше.
В первом частном случае выполнения заявляемое устройство работает так же, как и в общем случае за исключением того, что передача вращения на вал 1 осуществляется при вращении оператором рукоятки 14 механического привода 4. Оператор, вращая рукоятку 14, передвигает тележку 1 к колодцу по команде другого оператора, который управляет подачей вала 5 в колодец.
Во втором частном случае выполнения заявляемое устройство работает так же, как и в общем случае за исключением того, что при подготовке к работе рама 3 с приводом 4 устанавливается посредством винтовой пары стоек 2 и основания тележки 1 в удобное для обслуживающего персонала положение по высоте.
В третьем частном случае выполнения заявляемое устройство работает так же, как и в общем случае за исключением того, что при подготовке к работе осуществляется сборка элементов 15 держателя 12, направляющего приспособления 6. Длина держателя 12 выбирается, исходя из глубины прочищаемого колодца.
Для осуществления полезной модели могут быть использованы известные и применяемые в данной области техники конструктивные узлы, комплектующие детали, элементы и материалы, в том числе резинотехнические изделия и крепежные элементы. Устройство для прочистки трубопроводов канализационной сети, представленное на фиг.1 имеет при хранении и транспортировке следующие габаритные размеры 800×600×300 мм. Транспортировка устройства осуществляется посредством тележки с вертикальными стойками, основание которой связано с двумя парами колес. Грузоподъемность тележки устройства составляет 200 кг. Вертикальные стойки и основание тележки выполнены из трубных заготовок. В описываемом примере конкретного исполнения устройство оснащено съемным механическим приводом, который установлен на раме тележки с возможностью горизонтального перемещения, а также с возможностью регулировки по высоте от 600 до 800 мм за счет винтовой пары, посредством которой вертикальные стойки связаны с основанием тележки. Стержневые элементы пробивного вала нарезаны на мерные заготовки длиной 1300 мм и диаметром 8 мм из проволоки особо прочной закаленной стали. Поставляются в комплекте с легкоразъемными соединительными муфтами, которые обеспечивают надежное крепление и быструю сборку пробивного вала необходимой длины. Лоток направляющего приспособления изготовлен из отрезка трубы диаметром 300 мм, при этом длинномерный держатель собран из трубных заготовок длиной 1 м.
Изложенные сведения показывают, что заявленная полезная модель может использоваться на промышленных предприятиях и в системе городского коммунального хозяйства в качестве устройства для прочистки от засоров трубопроводов диаметром 100-600 мм, проложенных на глубине от 2 до 6 м наружной канализационной сети.