Устройство для очистки внутренней поверхности трубопровода

 

Использование: может быть использовано в нефтяной, химической и других областях промышленности. Сущность изобретения1 устройство для очистки содержит два ряда очистных элементов, вращающихся от турбины , при этом очистные элементы вращаются в разные стороны с разной линейной скоростью. Устройство перемещается в газопроводе рабочим агентом, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 В 08 В 9/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4866469/12 (22) 17.09.90 (46) 15.10.92.Бюл. М 38 (71) Научно-исследовательский и проектноконструкторский институт автоматизированных систем управления транспортом газа (72) Л,М,Дунаевский и В.К.Калинин (56) Патент США

М 3037228 кл, В 08 B 9/02, 1962, Изобретение относится к устройствам для очистки внутренней поверхности трубопроводов от различных отложений и может найти широкое применение в газовой, нефтяной и других отраслях промышленности.

Известно устройство для очистки внутренней поверхности трубопроводов, содержащее корпус, соосно установленную и связанную с ним турбину, на валу которой последовательно крепятся металлические щетки и резцы.

Однако указанное устройство малоэффективно при большой степени засоренности и закупорки трубопроводов, Наиболее близким техническим решением является другое известное устройство.

Указанное устройство предназначено для очистки внутренней поверхности трубопровода и содержит приводной вал, на котором установлен ряд очистных элементов, выполненный с возможностью вращения относительно его, причем устройство содержит дополнительно второй ряд очист,,5U„„1768328 А1 (54) УСТРОЙС ВО ДЛЯ ОЧИСТКИ ВНУТРЕННЕЙ ПОВЕРХНОСТИ ТРУБОПРОВОДА (57)Использование: может быть использовано в нефтяной, химической и других областях промышленности. Сущность изобретения; устройство для очистки содержит два ряда очистных элементов, вращающихся от турбины, при этом очистные элементы вращаются в разные стороны с разной линейной скоростью. Устройство перемещается в газопроводе рабочим агентом, 2 ил. ных элементов, выполненных с возможностью вращения в противоположную сторону относительно первого ряда.

Существенный недостаток указанного устройства состоит в том, что очистные элементы первого и второго ряда имеют одинаковую скорость вращения.

При очистке трубопровода возникает необходимость удалять на внутренней поверхности отложения различной твердости, Поэтому в зависимости от твердости отложений необходимо изменять силу, прикладываемую к очистным элементам.

Чем меньше частота вращения очистных элементов, тем больше сила приложения к ним.

Цель изобретения — ликвидация указанных недостатков.

Эта цель достигается тем, что в устройстве для очистки внутренней поверхности трубопровода, содержащем установленную на приводном валу турбину, на корпусе которой расположен первый ряд очистных элементов с возможностью вращения вокруг оси устройства и установленный на сво1768328

40 ем корпусе второй ряд очистных элементов с возможностью вращения в противоположную сторону относительно первого ряда, корпус последних связан посредством зубчатой передачи с турбиной для обеспечения

nepaoro и второго ряда с разными скоростями. При этом турбина и корпус свободно установлены н4"ваЪу, а кажды очистной элемент второго. ряда подпружА4ен индивидуально с возможностью радиального возвратно-поступательного перемещения относительно своего корпуса.

На фиг,1 изображено устройство, общий вид; на фиг,2 — узел А на фиг, 1, Устройство для очистки внутренней поверхности трубопровода состоит из вала 1, на котором установлена с возможностью вращения турбина 2. С ободом турбины 2 жестко закреплен цилиндрический корпус

3, имеющий опору на вал 1 посредством ступицы 4 и спиц 5 в количестве "— - 6 шт, На наружной поверхности корпуса 3 закреплены очистные элементы 6 (первый ряд),например металлические щетки. С турбиной 2 жестко связана шестерня 7, свободно вращающаяся на валу 1. Шестерня 7 имеет зубчатое зацеплен ие с паразитными шестернями 8, установленными на корпусе

9, который неподвижно закреплен на валу

1. Паразитные шестерни 8 входят в зацепление с зубчатой поверхностью 10 корпуса

11. На наружной поверхности корпуса 11 расположены жесткие очистные элементы

12 (второй ряд), установленные с возможностью поступательного перемещения в установочные отверстия 13.

Этот ряд очистных элементов идет первым и может испытывать черезмерные нагрузки при разрушении твердых отложений и чтобы исключить возможность поломки жестких очистных элементов (резцов, шарошек и т.п,) конструктивно предусмотрено перемещение их в тело корпуса 11 в установочные отверстия 13. Возврат очистных элементов 12 на обычный уровень при снижении нагрузки обеспечивается пружиной 14, создающей осевое давление на очистной элемент 12. Корпус 11 закреплен на валу 1 с возможностью вращения. Перемещение корпуса 11 по валу 1 ограничено с внутренней стороны фланцем 15, а с наружной стороны фланцем 16 через демпфирующую пружину 17.

Устройство спереди и сзади поддерживается центрирующими опорами 18 и

19, которые своими роликами опираются на внутреннюю поверхность трубопровода 20, Устройство работает следующим образом, В трубопровод 20 вводится устройство для очистки, центрирующей опорой 18 вперед, и создается давление газа. Поток газа между спицами 5 корпуса 3 попадает на лопатки турбины 2 и приводит ее во вращение, При этом вместе с турбиной 2 на валу 1 вращаются корпус 3 с очистными элементами 6 и шестерня 7, связанные жестко с турбиной. Шестерня 7 через паразитные шестерни 8 и зубчатую поверхность 10 вращает корпус 11, на наружной поверхности которого установлены местные очистные элементы 12. Перемещение корпуса 11 в горизонтальном направлении по валу 1 ограничено сзади и спереди фланцами 15 и 16 и демпфирующей пружиной 17. Между фланцем 15 и корпусом 11 сзади и между корпусом 11 и пружиной 17 установлены упорные подшипники, на чертеже не показаны, При вращении. турбины 2 корпус 3 с очистными элементами 6 вращается вместе с турбиной 2 в одну сторону, а корпус 11 с очистными элементами 12 посредством применения двойной зубчатой передачи вращается в другую сторону, На корпусе 11 установлены жесткие очистные элементы, например шарашки или зубила, а на корпусе 3 установлены пружинящие очистные элементы 6, например металлические щетки из стальной или латунной проволоки. В случае если перед очистным устройством на внутренней поверхности трубопровода 20 окажется очень твердое отложение и большое по толщине и очистные элементы 12 корпуса 11 не смогут удалить сразу это отложение, то они смогут его частично разрушить, разрыхлить и при этом сами не поломаются, так как имеют возможность возвратно-поступательного перемещения в тело корпуса, в установочные отверстия, а окончательную очистку выполнят очистные элементы 6, установленные на корпусе 3.

При этом существенным является то, что очистные элементы, при поступательном движении всего устройства вперед, размещенные на разных корпусах вращаются в разные стороны.

Зубчатое зацепление выбрано таким образом, что передаточное отношение шестерни 7,8 и 10 равно 1:1;5, При этом корпуса

3 и 11 вращаются с разными скоростями, Передняя и задняя центрирующие опоры имеют подпружиненные направляющие с роликами на концах, что дает возможность устройству во время работы выдерживать необходимое направление внутри трубопровода, Подпружиненные направляющие расположены под углом 120 по отношению друг к другу.

1768328

Пример. Устройство разработано для очистки трубопровода с внутренним диаметром 1000 мм.

На вал 1, изготовленный из стальной трубы, с наружным диаметром 100 мм и 5 длиной 1300 мм устанавливается и жестко фиксируется корпус 9. Корпус 9 может быть изготовлен в виде диска с ободом и ступицей, ребрами жесткости с наружной или внутренней стороны, Для облегчения диска 10 между ребрами жесткости делаются окна, Ступица корпуса 9 неподвижно крепится на валу сваркой в нескольких местах по периметру вала с 2-х сторон. На ободе корпуса 9 приварены оси, на которых сидят паразит- 15 ные шестерни 8, изготовленные из чугуна, бронзы или стеклотекстолита, Корпус 3 также изготавливается сварным и состоит из сварного обода толщиной 5-6 мм, на котором закреплены очистные элементы, напри- 20 мер стальные щетки, ступицы 4 и спицы 5.

Турбина выполнена из легкого сплава, например АЛ9 или АЛ6. Обод корпуса 3 жестко соединен с ободом турбины 2, На ободе турбины 2 сделана кольцевая выточка, на кото- 25 рую насажен обод корпуса 3. Затем соединение скрепляется болтами (отверстие с резьбой в ободе корпуса 3, а в ободе турбины 2 отверстие под болт), Шестерня 7 жестко соединена с турбиной 2, она может 30 быть также изготовлена из чугуна, бронзы или текстолита. Ступица корпуса 3, турбина 2 и шестерня 7 на валу 1 сидят на подшипниках качения. Для посадки подшипников на валу

1 под них размечают места, а между посв- 35 дочными местами делаются выточки глубиной 0,3 — 0.5 мм.

Турбина 2 с корпусом 3 и шестерней 7 собираются на вал 1 так, чтобы шестерня 7 вошла в зацепление с паразитными шестер- 40 нями 8, Корпус 11 может быть изготовлен из стальных дисков с ребрами жесткости, ступицей и ободом, или диск и ступица, литые из стали 30Л или 35Л, а обод приварен после того, как на него будет установлена ше- 45 стерня 10, После сборки корпуса 11 выпол няют обработку ступицы под подшипники, устанавливают в заранее подготовленные отверстия стаканы, в которые размещают подпружиненные очистные эле- 50 менты 12.

Корпус 11 надевается спереди на вал 1 и продвигается до фланца 15 до зацепления с паразитной шестерней 8.

С другой стороны корпус 11 фиксирует- 55 ся фланцем 16 и демпфирующей пружиной

17, Легкость вращения корпуса 11 обеспечивается применением подшипников качения, запрессованных в ступицу, и упорных подшипников между фланцем 15 и пружиной 17.

Фланцы 15 и 16 жестко закреплены на валу 1, После сборки основных узлов на вал

1 надеваются центрирующие опоры 18 и 19.

Собранное устройство вводят в трубопровод 20, В трубопровод диаметром 1000 мм вводят очистное устройство, при этом направляющие центрирующих опор 18 и 19 и очистные элементы 12 поджаты к центру устройства для свободного прохода устройства в трубопровод, Обычно в трубопроводе при перекачивании газа. поддерживается давление 50 — 70 атм, Под действием потока газа, проходящего между спицами 5 корпуса 3, турбина 2 начинает вращаться, вместе с ней приводятся во вращение корпус 3 и через зубчатую передачу корпус 11. Очистные элементы 6 и 12, соприкасаясь с внутренней поверхностью трубопровода, чистят ее от загрязнений или отложений 21.

Подбор передаточного числа шестерен определяют разную скорость вращения очистных элементов, а применение паразиткой шестерни 8 позволяет придать очистным элементам вращение в разные стороны.

Формула изобретения

Устройство для очистки внутренней поверхности трубопровода, содержащее установленную на приводном валу турбину, на корпусе которой установлен первый ряд очистных элементов с возможностью вращения вокруг оси устройства, и установленный на своем корпусе второй ряд очистных элементов с возможностью вращения в противоположную относительно первого ряда сторону, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения качества очистки путем регулирования усилия, приложенного к очистным элементам второго ряда, корпус последних связан посредством зубчатой передачи с турбиной для обеспечения spaщения очистных элементов первого и второго рядов с разными скоростями, причем турбина и корпус второго ряда очистных элементов свободно установлены на валу, при этом каждый очистной элемент второго ряда подпружинен индивидуально с возможностью радиального возвратно-поступательного перемещения относительно своего корпуса.

1768328

1768328 иг.

40

50

Составитель С. Емельяненко

Техред M,Ìîðãåíòàë Корректор М, Петрова

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", r Ужгород, ул,Гагарина, 101

Заказ 3606 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5