Рабочий механизм машины для очистки наружной поверхности трубопровода

 

Изобретение относится к строительству магистральных трубопроводов и может быть использовано для очистки наружной поверхности трубопроводов любых диаметров от старой изоляции, ржавчины, грязи и т.п. Механизм содержит ротор с установленными на нем при помощи гибкого элемента, например троса, наборами очистных инструментов, каждый из которых выполнен в виде пластины с загнутыми в противоположные стороны под углом 25 - 30^o концами, снабженными очистным и зачистным резцами, выполненными из твердого сплава. По обе стороны от центральной оси пластины имеются отверстия с распорными трубками для протягивания гибкого элемента и закрепления пластины на гибком элементе. На резцах выполнены заточки, а на очистном резце имеется канавка для удаления счищенных с трубопровода материалов. Устройство удобно в эксплуатации, обеспечивает качественную очистку трубопроводов, создает щадящие условия работы при прохождении сварных швов, долговечно, 2 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к строительству магистральных трубопроводов и может быть использовано для очистки наружной поверхности трубопроводов любых диаметров от старой изоляции, ржавчины, грязи и т.п.

Известен рабочий механизм машины для очистки наружной поверхности трубопровода, содержащий установленный на раме ротор, смонтированную на нем систему подпружиненных рычагов с очистными инструментами, снабженных роликами с охватывающим их гибким элементом [1]. Однако этот механизм имеет сложную конструкцию и большую массу.

Наиболее близким к предлагаемому объекту является рабочий механизм машины для очистки наружной поверхности трубопровода, содержащий ротор очистной машины, ротор рабочего механизма с установленными на нем посредством гибких элементов наборами очистных инструментов. Гибкие элементы выполнены из двух частей, которые соединены между собой двумя осями. Очистные инструменты представляют собой трехгранные резцы с вогнутыми гранями. Каждый набор очистных инструментов снабжен ограничителями и пружиной [2].

Недостатки данного механизма заключаются в следующем. Выполнение гибких элементов из двух частей создает неудобства в эксплуатации и приводит к необходимости создания больших усилий для прижима очистных инструментов к трубопроводу. Кроме того, острые углы трехгранных очистных инструментов могут скалываться при их столкновении со сварными швами трубопровода или срезать усиления сварных швов, нарушая требования СНиП. Кроме того, механизм не пригоден доя очистки трубопроводов больших диаметров.

Задача изобретения состоит в уменьшении усилий, прикладываемых для прижима очистных инструментов к трубопроводу с эффектом полного охвата с одновременным обеспечением более гибкого реагирования механизма на изменение диаметра трубопровода из-за наличия сварных швов и др. неровностей, а также в расширении диапазона диаметров очищаемых трубопроводов и повышении долговечности очистных инструментов.

Это достигается тем, что в рабочем механизме машины для очистки наружной поверхности трубопровода, содержащем ротор с установленными на нем посредством гибкого элемента набором очистных инструментов, снабженным ограничителями и пружинами, каждый очистной инструмент выполнен в виде пластины, по обе стороны от центральной оси которой выполнены жестко соединенные с распорными трубками отверстия для закрепления пластины на гибких элементах, концы пластины загнуты в противоположные стороны под углом 25 - 30^o к пластине и снабжены очистным и зачистным резцами, выполненными из твердого сплава, при этом на роторе установлена пара роликов с параллельными оси ротора осями с возможностью их охвата гибкими элементами.

Кроме того, нижнее рабочее ребро резцов имеет заточку на передней грани под углом 15 - 20^o к горизонтали от середины к внутреннему краю в очистном резце и от середины к внешнему краю - в зачистном, а на торцевой внутренней грани очистного резца и торцевой внешней грани зачистного резца эта заточка выполнена под углом 35 - 40^o относительно переднего бокового ребра. Внешний крайний угол очистного резца и внутренний крайний угол зачистного резца закруглены с образованием задней и передней кромок, причем последняя закруглена под большим радиусом, чем задняя. Очистной резец имеет канавку для удаления счищенных с трубопровода материалов, выполненную на его внешней торцевой грани с переходом на внешний край передней грани, при этом нижний край канавки совпадает с передней кромкой внешнего крайнего угла очистного резца.

При выполнении заточки на передней грани резцов под углом меньше 15^o будет срезаться усиление продольного шва, а под углом больше 20^o - деформироваться шов с образованием наклепов и т.п. При заточке торцевой грани резцов под углом меньше 35^o и больше 40^o будет срезаться усиление как продольного, так и поперечного сварных швов.

На фиг. 1 изображен предлагаемый рабочий механизм машины для очистки трубопровода; на фиг. 2 - то же, вид сверху; на фиг. 3 - очистной инструмент, вид спереди; на фиг. 4 - то же, вид сверху; на фиг. 5 - разрез А-А на фиг. 4 (резец на продольном усилении шва трубопровода); на фиг. 6 - резец на поперечном усилении шва; на фиг. 7 - заточка на передней и торцевой гранях резцов.

Рабочий механизм машины для очистки трубопровода содержит ротор 1 с установленными на нем наборами очистных инструментов, каждый из которых выполнен в виде пластины 2 с загнутыми в противоположные стороны под углом 25 - 30^o концами, снабженными очистным 3 и зачистным 4 резцами, выполненными из твердого сплава. По обе стороны от центральной оси пластины имеются отверстия 5, жестко соединенные с распорными трубками 6. Через эти отверстия с трубками протянуты в два ряда гибкие элементы, например трос 7, для удержания которого в рабочем положении на роторе установлены ролики 8, оси которых параллельны оси ротора, с возможностью их охвата тросом в два ряда. Для укрепления очистных инструментов на роторе 1 последний снабжен осью 9, на которой укреплены скоба 10 с роликом 11 и кронштейн 12. Ролик 11 установлен так, что его ось перпендикулярна оси ротора и охватывается тросом 7 с образованием двух рядов, на которых укреплены два набора очистных инструментов. Концы обоих рядов троса снабжены пружинами 13 и натяжными устройствами 14 и закреплены в кронштейне 12. Каждый набор очистных инструментов снабжен ограничителями 15 и демпферами 16.

Нижнее рабочее ребро резцов имеет заточку на передней грани под углом 15 - 20^o к горизонтали от середины к внутреннему краю в очистном резце 3 и к внешнему краю - в зачистном 4, а на торцевой внутренней грани очистного резца и торцевой внешней грани зачистного резца эта заточка выполнена под углом 35 - 40^o относительно переднего бокового ребра. Внешний крайний угол очистного резца 3 и внутренний крайний угол зачистного резца 4 закруглены с образованием задней 17 и передней 18 кромок, причем последняя закруглена под большим радиусом, чем задняя. Кроме того, очистной резец имеет канавку 19 для удаления срезанных с трубопровода 20 материалов, выполненную на его внешней торцевой грани с переходом на внешний край передней грани, при этом нижний край канавки 19 совпадает с передней кромкой 18 внешнего крайнего угла очистного резца, образуя острую режущую кромку.

Для повышения техники безопасности рабочий механизм снабжен дополнительным тросом (не показан), продетым в выполненное в пластине очистного инструмента отверстие или ушко 21.

Предлагаемый рабочий механизм работает следующим образом.

Механизм устанавливают на трубопроводе. При помощи пружин 13 устанавливают необходимую степень прижатия рабочих инструментов к трубопроводу. При включении очистной машины ротор 1, вращаясь, увлекает за собой укрепленные на нем при помощи троса 7 очистные инструменты, которые производят резание старой изоляции. При прохождении неровностей поверхности трубопровода срабатывают пружины 13, выравнивая нагрузку на все очистные инструменты и сохраняя оптимальный режим работы.

В процессе работы очистных инструментов незаточенная горизонтальная часть нижней грани очистных резцов 3 сдвигает изоляцию к передней кромке 18, где подрезает ее и направляет в канавку 19, по которой удаляется. При этом задняя кромка 17 при набегании на поперечный сварной шов предохраняет переднюю кромку от повреждений и защищает шов от среза передней кромкой. При набегании очистных резцов на продольный сварной шов заточка очистного и зачистного резцов под углом 15 - 20^o обеспечивает преодоление его без разрушения. Зачистные резцы работают аналогично очистным и производят окончательную чистку трубопровода.

Предлагаемый рабочий механизм имеет более компактную конструкцию по сравнению с прототипом и более удобен в эксплуатации: очистные инструменты, укрепленные на гибких элементах, устанавливают и снимают с ротора в одной точке крепления - с оси. Кроме того, выполнение гибких элементов неразрывными позволило образовать самозатягивающееся кольцо из очистных инструментов на гибкой связи для создания эффекта полного охвата. А это обеспечит более гибкое реагирование очистных инструментов на неровности поверхности трубопровода, компенсируя неровности незначительным усилием натяжения пружин (в прототипе из-за образования гибкой связи из двух полуколец, соединенных двумя осями и пружинами, необходимо создание больших усилий для прижима очистных инструментов к трубопроводу). Конструкция предлагаемого механизма обеспечит автономное реагирование каждого очистного инструмента на неровности трубопровода. Это в итоге позволит осуществить более качественную очистку. Кроме того, предлагаемое конструктивное решение резцов создает щадящие условия работы при обработке сварных швов для обеспечения сохранности усиления сварных швов, а также исключает разрушение резцов. Следует отметить, что предлагаемый механизм может быть использован для очистки трубопроводов любого диаметра: при изменении диаметра трубопровода достаточно изменить длину гибкого элемента и число очистных инструментов.

Источники информации 1. Авторское свидетельство N 1402380, кл. B 08 B 9/02, 1986.

2. Авторское свидетельство N 1553219, кл. B 08 B 9/02, 1987 (прототип).

Формула изобретения

1. Рабочий механизм машины для очистки наружной поверхности трубопровода, содержащий ротор с установленными на нем посредством гибкого элемента наборами очистных инструментов, снабженных ограничителями и пружинами, отличающийся тем, что каждый очистной инструмент выполнен в виде пластины, по обе стороны от центральной оси которой имеются отверстия с распорными трубками для протягивания гибкого элемента и закрепления пластины на гибком элементе, концы пластины загнуты в противоположные стороны под углом 25 - 30^o к пластине и снабжены очистным и зачистным резцами, выполненными из твердого сплава, при этом на набегающем конце гибкого элемента установлен ролик с перпендикулярной к оси ротора осью с возможностью охвата его гибким элементом с образованием двух рядов, а на роторе укреплена пара роликов с параллельными оси ротора осями с возможностью их охвата гибкими элементами.

2. Механизм по п.1, отличающийся тем, что нижнее рабочее ребро резцов имеет заточку на передней грани под углом 15 - 20^o к горизонтали от середины к внутреннему краю в очистном резце и от середины к внешнему краю - в зачистном, а на торцевой внутренней грани очистного резца и на торцевой внешней грани зачистного резца эта заточка выполнена под углом 35 - 40^o относительно переднего бокового ребра, внешний крайний угол очистного резца и внутренний крайний угол зачистного резца закруглены с образованием задней и передней кромок, причем последняя закруглена под большим радиусом, чем задняя, при этом очистной резец имеет канавку для удаления очищенных с трубопровода материалов, выполненную на его внешней торцевой грани с переходом на внешний край передней грани, а нижний край канавки совпадает с передней кромкой внешнего крайнего угла очистного резца.

3. Механизм по пп.1 - 2, отличающийся тем, что концы гибких элементов укреплены на установленной на роторе оси, например, посредством кронштейна или скобы.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7