Устройство зачистки внутренних швов в газопроводе под давлением
DEVICE FOR STRIPPING INTERNAL SEAMS IN GAS PIPELINE UNDER PRESSURE

Область техники.
Заявляемое техническое решение относится к области металлообработки и предназначено для обработки внутренних поверхностей трубы и присоединенных элементов, в том числе усилений сварных швов, имеющих при осуществлении ремонтных работ на газопроводе, находящемуся под давлением.
Уровень техники.
Известно, например, устройство для шлифования внутренних стенок трубы (CN208196396, «A arm for pipe inner wall polishes», Univ Yangtze Normal, B24B5/40, B24B55/00, B25J11/00, 07.12.2018, [1]), содержащий главный управляющий двигатель и телескопическую штангу. Один конец телескопической штанги жестко соединен с выходным валом главного управляющего двигателя, а другой конец телескопической штанги соединен с полировальным двигателем. Ось телескопического стержня перпендикулярна оси главного управляющего двигателя, а ось шлифовального двигателя параллельна оси главного управляющего двигателя. Выходной вал шлифовального двигателя соединен с шлифовальным кругом.
Известно устройство для шлифования внутренней поверхности трубы (CN106914799, «Device for grinding inside of plastic pipe», Pengxi Weitaohui Tech Co LTD, B24B5/35, B24B5/40, B24B5/50, 04.07.2017, [2]), содержащее рукоятку в виде стержня. На рукоятке расположены соединенные болтом верхняя крышка и шатун. В шатуне установлен переходной элемент, в котором размещена тяга. На тяге закреплен соединительный блок с верхним и нижним роликами. С боковой стороны шатуна на рукоятке установлены ограничительный блок, над которым расположен зажимной блок. К нижней части зажимного блока подсоединен малый стержень.
У аналога [2] ограничительный блок приводится в движение устройством передачи мощности и толкает все устройство вперед и назад. Соединительный блок перемещается тяговым стержнем, приводя в движение верхний прижимной ролик и нижний прижимной ролик для полировки верхней и нижней стенок трубы.
Также известно устройство для очистки труб (JP2002248439, «Inside of a pipe cleaning device», Buyou Gas KK, Kawatetsu Civil KK, Osaki Seimitsu KK, Victaulic Japan, B08B9/02, B24B5/40, F16L55/18, 03.09.2002, [3]), содержащий вращающийся вал, с которым соединен ведомый вал. На ведомом валу закреплена головка с лезвиями. Устройство установлено на поверхности адаптера. Внутри адаптера установлена экранирующая часть, верхняя часть которой открывается и закрывается путем перемещения заслонки.
У аналога [3] на поверхности адаптера закреплен цилиндрический корпус, в котором размещены ползун, стержневой элемент, шарнирный элемент и опорная часть. Ползун размещен с возможностью перемещения вверх и вниз в диаметральном направлении к просверленной части трубопровода. Стержневой элемент установлен в ползуне. Шарнирный элемент соединен с винтовой частью, сформированной на нижнем конце стержневого элемента. Шарнирный элемент качается и занимает наклонное и горизонтальное положения в соответствии с направлением вращения стержневого элемента. Приводной вал поддерживается со стороны качающегося конца шарнирного элемента и приводится во вращение режущей головкой. Когда режущая головка установлена в трубопроводе, шарнирный элемент установлен в наклонном положении. Кроме того, режущая головка может быть установлена перпендикулярно внутренней поверхности трубопровода.
Указанный аналог [3] является по совокупности существенных признаков наиболее близким аналогом того же назначения к заявляемому техническому решению. Поэтому он принят в качестве прототипа.
Решаемой технической проблемой является необходимость обеспечения наличия шести степеней свободы у подвижной части устройства.
Аналог [1] предназначен для трубопроводов большого диаметра. При этом в трубе размещают полностью все устройство.
У аналога [2] возможно только возвратно-поступательное движение устройства.
У прототипа [3] недостаточное количество степеней свободы устройства.
Раскрытие заявляемого технического решения.
Техническим результатом, обеспечиваемым заявляемым техническим решением, является обработка сварного шва, находящегося в любом пространственном положении относительно продольной оси труб различного диаметра.
Другим техническим результатом является упрощение конструкции и повышение технологичности устройства.
Сущность заявленного технического решения состоит в том, что устройство зачистки внутренних швов в газопроводе содержит подвижную часть, фланцевый адаптер и задвижку с шибером. При этом подвижная часть установлена во фланцевом адаптере и содержит вал, на котором закреплен абразивный круг, причем фланцевый адаптер смонтирован на задвижке. Отличается тем, что
- подвижная часть содержит нижний корпус и верхний корпус, при этом вал соединен с валом гидромотора, причем в нижнем корпусе закреплены наружная трубка и внутренняя трубка, расположенные одна в другой, кроме того верхние концы трубок закреплены в верхнем корпусе, при этом с верхним корпусом соединено основание утяжелителей c ручками управления, причем на основании утяжелителей расположены утяжелители;
- место входа подвижной части во фланцевый адаптер герметизировано уплотнительным кольцом, расположенным между неподвижным нижним фланцем и подвижным верхним фланцем, при этом подвижный верхний фланец установлен с возможностью вертикального перемещения и регулирования степени сжатия уплотнительного кольца.
Вышеуказанная сущность является совокупностью существенных признаков заявленного технического решения, обеспечивающих достижение всех заявленных технических результатов.
В частном случае площадь сечения внутренней трубки равна площади сечения межтрубного пространства.
Автором заявленного технического решения изготовлен опытный образец этого решения, испытания которого подтвердили достижение технического результата.
Краткое описание чертежей.
На чертеже показано устройство зачистки внутренних швов в газопроводе под давлением
Осуществление технического решения.
Устройство зачистки внутренних швов в газопроводе содержит подвижную часть, фланцевый адаптер (1), задвижку (2) с шибером (3), фитинг (4) и узел с подвижным элементом.
Фланцевый адаптер (1) смонтирован на задвижке (2) с шибером (3). Задвижка (2) предназначена для перекрытия газопровода (5) и установлена на фитинг (4), приваренный к газопроводу (5).
Подвижная часть установлена во фланцевом адаптере (1) и содержит нижний корпус (7), верхний корпус (8), вал (9), абразивный круг (10), гидромотор (11), наружную и внутреннюю трубки (12, 13), стакан (14), подшипники (15) и крышку (16).
Вал (9) установлен в подшипниках (15) стакана (14) и соединён с валом гидромотора (11). Между подшипниками (15) размещена дистанционная втулка (17). Фиксация подшипников (15) на валу (9) от продольного смещения обеспечивается стопорным кольцом (18). Стакан (14) закрыт крышкой (16), служащей, также, опорой для нижнего корпуса (7) и гидромотора (11). Защита внутренней полости стакана (14) от внешней среды обеспечивается манжетой (19). На валу (9) закреплен гайкой (20) абразивный круг (1), служащий для зачистки сварного шва.
В нижнем корпусе (7) закреплены наружная трубка (12) и внутренняя трубка (13), расположенные одна в другой. Верхние концы трубок (12, 13) закреплены в верхнем корпусе (8).
С верхним корпусом (8) соединено основание утяжелителей (21) c ручками управления (22). На основании утяжелителей (21) расположены утяжелители (23), предназначенные для компенсации давления в трубопроводе и уравновешивания устройства.
Герметизация места входа подвижной части во фланцевый адаптер (1) осуществляется уплотнительным кольцом (24), расположенным между неподвижным нижним фланцем (25) и подвижным верхним фланцем (26). Вертикальным перемещением подвижного верхнего фланца (26) регулируется степень сжатия уплотнительного кольца (24).
На фланцевом адаптере (1) установлен кран (27), предназначенный для сброса давления из полости фланцевого адаптера (1), по завершении работ по зачистке и перед демонтажом устройства.
Реализация заявляемого технического решения не ограничивается приведенным выше примером.
Описание работы.
Привод гидромотора (11) осуществляют подачей потока от гидравлической маслостанции посредством рукавов высокого давления (не показано), присоединенных к верхнему корпусу (8) и сообщающихся с полостями наружной (12) и внутренней (13) трубок. Поток перемещается по внутренней трубке (13) к нижнему корпусу (7), а затем приводит в действие гидромотор (11) и возвращается обратно по межтрубному пространству к гидравлической маслостанции (не показано). Так как площадь сечения внутренней трубки (13) равна площади сечения межтрубного пространства, подключение гидравлических рукавов может быть обратным для обеспечения вращения гидромотора в реверсивном режиме.
Зачистка усиления сварного шва осуществляют оператором в ручном режиме, посредством ручек управления (22). Наличие шести степеней свободы подвижной части устройства позволяет обрабатывать сварной шов, находящийся в любом пространственном положении относительно продольной оси трубы.
Промышленная применимость.
Заявляемое техническое решение реализовано с использованием промышленно выпускаемых устройств и материалов, может быть собрано на любом машиностроительном предприятии и найдет широкое применение для зачистки металлических поверхностей – сварных швов, литейных неровностей и различных дефектов металлических изделий.