Устройство для очистки поверхности изделий дуговым разрядом

 

Устройство относится к технике строительства и ремонта магистральных трубопроводов и может быть использовано в нефтегазодобывающей отрасли. В изобретении обеспечивается повышение производительности, качества и расширение ассортимента очищаемых изделий. Устройство содержит разъемные электродуговую камеру, магнитную систему, очищаемое изделие, пакет электродов электродуговой очистки, а также систему водоохлаждения, систему электропитания электродов, систему прокачки защитного, восстановительного или защитно-восстановительного газа, фильтры, дожигатели восстановительных газов, механизм перемещения установки электродуговой очистки относительно очищаемого изделия, механизм открывания и закрывания створок установки электродуговой очистки. Причем фильтры и дожигатели расположены последовательно на выходе прокачиваемых газов. 2 ил.

Устройство относится к оборудованию для удаления с поверхности изделий окалины, ржавчины и других загрязнений на различных этапах технологических процессов его обработки и может быть использовано на предприятиях черной и цветной металлургии.

Известны устройства для очистки поверхности изделий дуговым разрядом (авт. свид. СССР N 256461, C 21 C 5/56, 1968; N 997889, B 21 B 45/04, 1981; N 1113196, B 21 B 45/04; 1983; N 1319391, B 21 B 45/04, 1981; N 1570863, B 23 H 7/36, 1988; N 1700843, B 08 B 7/00, 1986; патент США N 4122292, H 05 H 1/26, 1988; N 5201206, B 21 B 45/02, 1993; патент Франции N 2496523, B 01 K 1/00, 1987; N 2702973, B 21 B 45/04, 1994; патенты Великобритании N 1532075, H 05 B 7/08, 1984; N 2093388, C 21 D 1/14, 1990; патент ФРГ N 3106894, B 01 K 1/00, 1988; Терехов В.П. Очистка поверхности проволоки дуговым разрядом. Бюл. "Черная металлургия", М. , 1976, N 7, с. 49-50, Литвинов В.К. и др. "Плазменная и электронно-плазменная обработка и нагрев поверхности металла при производстве проволоки и ленты". Черная металлургия. Серия металловедение и термическая обработка, 1989, N 2, Максимов Л.Ю., Кривонос Г.А. Экологически безопасная очистка металлов в потоке. Тяжелое машиностроение, 1997, N 5, с. 36, рис. 3 и другие). Из известных устройств наиболее близким к предлагаемому является "Устройство для очистки катанки дуговым разрядом (авт. св. N 1113196, B 21 B 45/04, 1983), которое и выбрано в качестве прототипа.

Указанное устройство обеспечивает электродуговую очистку только катанки. Для очистки других изделий, например, внешней поверхности трубопроводов перед нанесением защитных покрытий, от отработавших защитных покрытий, места сварных стыков, необходимо менять уплотняющие проводки. Для очистки поверхности изделий со сложным профилем выполнение уплотняющих проводок уже представляет сложную техническую задачу.

Кроме того, недостатком данного устройства является его низкая производительность, обусловленная невысокими скоростями зачистки из-за нарушения герметичности в электродуговой камере при увеличении скорости протяжки изделия через уплотняющие проводки.

Целью изобретения является расширение ассортимента очищаемых изделий и повышение производительности и качества очистки путем увеличения скорости очистки.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для очистки поверхности изделий дуговым разрядом, содержащее электродуговую камеру с кольцевым водоохлаждаемым электродом и с системой прокачки защитного, восстановительного или защитно-восстановительного газа, охваченную магнитной системой, и источник питания, снабжено дополнительными электродами, объединенными в пакет электродов электродуговой очистки, механизмом перемещения устройства относительно поверхности очищаемого изделия, фильтрами и дожигателями, причем электродуговая камера выполнена разъемной (створчатой), обеспечивающей размещение ее на очищаемом изделии, например на трубопроводе. Фильтры и дожигатели расположены последовательно на выходе прокачиваемых газов.

Структурная схема предлагаемого устройства представлена на фиг. 1, и сечение А-А - на фиг. 2, где введены следующие обозначения: 1 - электродуговая камера, 2 - магнитная система, 3 - очищаемое изделие, 4 - пакет электродов электродуговой очистки, 5 - система водоохлаждения, 6 - система электропитания электродов, 7 - система прокачки защитного, восстановительного или защитно-восстановительного газа, 8 - фильтры, 9 - дожигатели,
10 - механизм перемещения установки электродуговой очистки относительно очищаемого изделия,
11 - механизм открывания и закрывания створок установки электродуговой очистки.

Устройство работает следующим образом. Первоначально раздвигается электродуговая камера 1 (одновременно раздвигаются сопряженные с ней магнитная система 2 и пакет электродов ээлектродуговой очистки 4) и вся эта система размещается на очищаемом изделии 3, например на трубопроводе. Затем в электродуговую камеру 3 подается защитный, восстановительный или защитно-восстановительный газ от системы прокачки 7. На пакет электродов электродуговой очистки 4 от системы электропитания 6 подается напряжение и возбуждаются электрические разряды между электродами 4 и очищаемым изделием 3, при этом магнитная система 2 приводит в движение эти разряды по поверхности обрабатываемого изделия 3. При этом вся установка электродуговой очистки посредством механизма перемещения 10 перемещается по очищаемому изделию 3. При этом происходит очистка поверхности очищаемого изделия 3. Посредством фильтров 8 происходит очистка прокачиваемых газов через электродуговую камеру 1. С помощью дожигателей 9 осуществляется дожигание восстановительных газов, прокачиваемых через электродуговую камеру 1. Открытие и закрытие створок электродуговой камеры 1 и сопряженных с ней магнитной системы 2, пакета электродов электродуговой очистки 4, системы водоохлаждения 5 осуществляется механизмом открывания и закрывания створок установки электродуговой очистки 11.

В качестве прокачиваемых газов могут быть использованы инертные газы, азот, водород, аммиак, пропан и другие газы или их смеси. Посредством этих газов из электродуговой камеры 1 вытесняется атмосферный воздух, содержащий кислород, который препятствует электродуговой очистке путем повторного окисления поверхности и дестабилизирующему воздействию на электродуговые разряды.

Прокачка восстановительных газов через электродуговую камеру 1 способствует ускорению очистки поверхности очищаемого изделия 3 от оксидов в результате протекания химических восстановительных реакций на поверхности очищаемого изделия 3.

Фильтры 8 задерживают дым и аэрозоли, которые образуются в зоне электродуговой очистки поверхности, особенно при зачистке старых полимерных покрытий. Кроме того, фильтры создают газодинамическое сопротивление проникновению атмосферного воздуха в электродуговую камеру 1, в частности в зону электродуговых разрядов.

Дожигатели 9 служат для дожиганияа прокачиваемых восстановительных газов (водород, аммиак, пропан и т.п.) с целью предотвращения взрывоопасной атмосферы в месте работы устройства для очистки изделий дуговым разрядом.

Таким образом, предлагаемое устройство по сравнению с прототипом и другими аналогичными устройствами обеспечивает расширение ассортимента очищаемых изделий. Это достигается тем, что очищаемые изделия не вводятся в электродуговую камеру через уплотнительные проводки, качественное выполнение которых для различных фасонов представляет сложную техническую задачу, а помещают путем раздвижения электродуговой камеры и размещения ее на очищаемом изделии и перемещении ее по очищаемому изделию. При этом очищаемое изделие остается неподвижным, а перемещается с различной скоростью относительно его поверхности установка электродуговой очистки.

Предлагаемое устройство для очистки поверхности изделий дуговым разрядом может кардинально решить проблему очистки новых и старых магистральных трубопроводов перед нанесением защитных покрытий.

Формула изобретения

Устройство для очистки поверхности изделий дуговым разрядом, содержащее электродуговую камеру с кольцевым водоохлаждаемым электродом и с системой прокачки защитного, восстановительного или защитно-восстановительного газа, охваченную магнитной системой, и источник питания, отличающееся тем, что оно снабжено дополнительными электродами, объединенными в пакет электродов электродуговой очистки, механизмом перемещения устройства относительно поверхности очищаемого изделия, фильтрами и дожигателями, причем устройство выполнено с разъемной электродуговой камерой и электродами для обеспечения размещения устройства на очищаемом изделии различного профиля и протяженности, а фильтры и дожигатели расположены последовательно на выходе прокачиваемых газов.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2

PC4A - Регистрация договора об уступке патента Российской Федерации на изобретение

Прежний патентообладатель:
ЗАО "Петроплазма"

(73) Патентообладатель:
СМС Демаг Акциенгезельшафт (DE)

Договор № РД0007627 зарегистрирован 27.03.2006

Извещение опубликовано: 10.05.2006        БИ: 13/2006

---