Устройство для контроля внутренней поверхности трубопровода

 

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для дефектоскопии трубопроводов неограниченной длины как наземных, подземных, так и подводных. Оно содержит герметичный контейнер, внутри которого размещены потребители электрической энергии. На контейнере жестко закреплены эластичные манжеты и генератор с механическим приводом от прижатых к внутренней поверхности трубопровода и катящихся по ней колес, установленных на ходовых тележках. Ходовая тележка состоит из редуктора с закрепленными на нем двумя балансирами. На балансирах установлено по две пары колес, при этом на осях соседних колес закреплены зубчатые колеса, соединенные с ведомой шестерней редуктора. Выходной вал редуктора посредством промежуточного вала соединен с валом суммирующего редуктора. Промежуточный вал расположен внутри трубы, которая жестко закреплена одним концом на редукторе ходовой тележки, а другим концом закреплена с возможностью поворота на корпусе суммирующего редуктора. На корпусе суммирующего редуктора с возможностью поворота закреплен один конец пружинного блока, а другой его конец закреплен на редукторе ходовой тележки. Техническим результатом изобретения является увеличение запаса бортовой энергии. 2 ил.

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для обследования трубопроводов неограниченной длины как наземных, подземных, так и подводных.

Известны устройства, предназначенные для дефектоскопии поверхности трубопровода (патент ФРГ N 3638936, кл. G 01 N 29/04, 1986, патент ФРГ N 3626646, кл. G 01 N 3/00, 1986).

Анализ известных решений, отечественных и зарубежных показывает, что в настоящее время в качестве источника питания в устройствах для дефектоскопии использованы аккумуляторные батареи.

Известны и другие решения, основанные на принципе отбора энергии от самого потока перекачиваемой жидкости за счет применения гидравлической турбины (патент ФРГ N 2226078 H, кл. 47 F 7-55/26). Это устройство обладает крупным недостатком, поскольку рабочие параметры турбины оптимальны только при одной, строго определенной скорости потока жидкости через ее гидравлический тракт. В реальных условиях эксплуатации трубопровода такой режим трудно обеспечить. Кроме того, в условиях малых скоростей перекачиваемой жидкости с учетом ее пропускания через гидравлический тракт турбины появляется вероятность полной остановки устройства.

В известном устройстве для контроля и регистрации нарушений гладкости внутренней поверхности труб и пространственно-геометрических параметров трубопровода (авт.св. N 1629683, кл. F 17 D 5/00, 1989), принятое нами за прототип, в качестве источника эл. энергии для питания потребителей использованы аккумуляторные батареи.

Известные решения для дефектоскопии трубопроводов имеют ограниченную возможность оперативного контроля, определяемую запасом бортовой энергии. В качестве источника энергии в известных решениях применяются аккумуляторные батареи, которые имеют ограниченную емкость, значительные габариты и массу.

При современном подходе к дефектоскопии трубопровода, протяженность обследуемых участков которых все чаще больше 300 км, для обеспечения запаса необходимой энергии требуются большие объемы для размещения соответствующей аккумуляторной батареи, что не всегда можно реализовать.

Целью изобретения является устранение указанных недостатков за счет увеличения запасов бортовой энергии, достаточной для дефектоскопии трубопровода неограниченной длины и при сохранении относительно небольших занимаемых объемах ее использования.

Указанная цель достигается тем, что в известное устройство для контроля и регистрации нарушений гладкости внутренней поверхности и пространственно-геометрических параметров трубопроводов, содержащее герметичный контейнер, эластичные манжеты, жестко закрепленные на нем, и размещенные внутри контейнера потребители электрической энергии, предусмотрен энергетический отсек или секция. На контейнере энергетической секции установлен генератор с механическим приводом от прижатых к внутренней поверхности трубопровода и катящихся по ней колес, установленных на ходовых тележках. Каждая тележка включает редуктор с закрепленными на нем двумя балансирами, на которых установлено по две пары колес. На осях соседних колес закреплены зубчатые колеса, соединенные с ведомой шестерней редуктора, выходной вал которого посредством промежуточного вала соединен с валом суммирующего редуктора. Промежуточный вал расположен внутри трубы, жестко закрепленной одним концом на редукторе ходовой тележки, а другим концом закреплен с возможностью поворота на корпусе суммирующего редуктора, на котором также закреплен с возможностью поворота один конец пружинного блока, а другой его конец жестко закреплен на редукторе ходовой тележки.

На фиг. 1 изображен общий вид устройства для контроля внутренней поверхности трубопровода; на фиг. 2 - общий вид ходовой тележки.

Устройство для контроля внутренней поверхности трубопровода содержит герметичный контейнер 1, внутри которого размещены потребители эл. энергии. На контейнере жестко закреплены эластичные манжеты 2 и генератор 3 с механическим приводом от прижатых к внутренней поверхности трубопровода 4 и катящихся по ней колес 5, установленных на ходовых тележках 6. Ходовая тележка 6 (фиг. 2) состоит из редуктора 7 с закрепленными на нем двумя балансирами 8. На балансирах установлено по две пары колес 5, при этом на осях соседних колес закреплены зубчатые колеса 9, соединенные с ведомой шестерней редуктора 10. Выходной вал 11 редуктора 10 посредством промежуточного вала 12 соединен с валом суммирующего редуктора 13. Промежуточный вал 12 расположен внутри трубы 14, которая жестко закреплена одним концом на редукторе 7 ходовой тележки 6, а другим концом закреплена с возможностью поворота на корпусе суммирующего редуктора 15 (фиг. 1). На корпусе суммирующего редуктора 15 с возможностью поворота закреплен один конец пружинного блока 16, а другой его конец закреплен на редукторе 7 ходовой тележки 6.

Устройство для контроля внутренней поверхности трубопровода работает следующим образом.

Энергетическая секция предназначена для обеспечения электрической энергией потребителей энергии устройства для контроля внутренней поверхности трубопровода.

Устройство помещается в камеру запуска, в которую подается под давлением перекачиваемая жидкость. Под действием перекачиваемой жидкости, которая давит на эластичные манжеты 2 (фиг. 1), устройство начинает движение по трубопроводу. Одновременно начинают вращаться колеса 5 (фиг. 2), установленные на ходовых тележках 6 (фиг. 2). Ходовая тележка 6 состоит из редуктора 7, на котором закреплены два балансира 8. На балансирах 8 установлены две пары колес 5, которые в процессе передвижения устройства катятся по внутренней поверхности трубопровода 4. На осях соседних пар колес 5 установлены зубчатые колеса 9, которые приводят в движение ведомую шестерню 10 редуктора 7. От нее через выходной вал 11 редуктора 7 и через промежуточный вал 12 движение передается на вал суммирующего редуктора 13. Промежуточный вал 12 редуктора 7 расположен внутри трубы 14, которая одним концом жестко закреплена на редукторе 7 ходовой тележки 6, а другой ее конец закреплен с возможностью поворота на корпусе суммирующего редуктора 15, т.о. вал суммирующего редуктора связан с валом генератора. Для постоянного прижатия ходовой тележки к внутренней поверхности трубопровода 4 предусмотрен прижимный блок 16. Этот механизм обеспечивает практически постоянное усилие прижатия тележки к внутренней стенке трубопровода независимо от его диаметра. Пружинный блок 16 одним концом закреплен с возможностью поворота на корпусе суммирующего редуктора, а другим своим концом жестко установлен на редукторе 7 ходовой тележки 6.

Генератор переменного тока 3 предназначен для преобразования механической энергии, получаемой посредством механического привода при движении устройства для дефектоскопии в потоке жидкости, в электрическую, которая поступает к потребителям. Генератор переменного тока представляет собой многофазную машину индукторного типа с отсутствующими скользящими элементами. Внутренние полости заполнены жидкой смазкой.

Предлагаемое решение введения энергетической секции, предназначенной для обеспечения электроэнергией устройства для контроля внутренней поверхности трубопровода в процессе диагностирования магистральных трубопроводов, выгодно отличается от известных устройств подобного назначения тем, что позволяет значительно увеличить протяженность обследуемых участков и найдет широкое применение для решения проблем диагностики.

В настоящее время с использованием предлагаемого решения изготовлена материальная часть, применение которой намечено на 1998 год.

Формула изобретения

Устройство для контроля внутренней поверхности трубопровода, содержащее герметичный контейнер, эластичные манжеты, жестко закрепленные на нем, и размещенные внутри контейнера потребители электрической энергии, отличающееся тем, что в нем предусмотрен энергетический отсек или секция, включающий в себя генератор с механическим приводом от прижатых к внутренней поверхности трубопровода и катящихся по ней колес, установленных на ходовых тележках, каждая из которых включает редуктор с закрепленными на нем двумя балансирами, на которых установлено по две пары колес, при этом на осях соседних колес закреплены зубчатые колеса, соединенные с ведомой шестерней редуктора, выходной вал которого посредством промежуточного вала соединен с валом суммирующего редуктора, промежуточный вал расположен внутри трубы, жестко закрепленной одним концом на редукторе ходовой тележки, а другим концом закреплен с возможностью поворота на корпусе суммирующего редуктора, на котором также закреплен с возможностью поворота один конец пружинного блока прижимающего ходовые тележки к внутренней поверхности трубопровода, а другой конец пружинного блока жестко закреплен на редукторе ходовой тележки.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2