устройство для очистки наружной поверхности трубы

Формула изобретения

1. Устройство для очистки наружной поверхности трубы, содержащее раму, привод, колесные опоры и очистные элементы, отличающееся тем, что очистные элементы выполнены в виде самоочищающихся и упругодеформируемых скребков пластинчатой формы с режущими кромками, закрепленных на основаниях, выполненных в форме дуги, и смонтированы на бесконечных цепях, установленных вдоль очищаемой трубы, при этом рабочие кромки скребков каждого основания образуют дугу, охватывающую часть окружности очищаемой поверхности трубы, и выполнены они у одних скребков вогнутой формы, у других - в форме резца плуга и направлены под острым углом к оси очищаемой трубы, а у третьих рабочие кромки скребков выполнены на обоих концах, заточенные под углом 10-15 к очищаемой поверхности, и подпружинены пружиной пластинчатой формы, а колесные опоры для удержания трубы в горизонтальном положении и от боковых смещений установлены с возможностью выдвижения и фиксации, а также для прижатия труб с малой массой к скребкам с целью увеличения удельной нагрузки очищаемой поверхности на скребки, причем устройство снабжено вращателем трубы вокруг своей оси с валом карданного типа, приводимым в движение от индивидуального привода, и поддоном для сбора продуктов очистки, устанавливаемым на раме вдоль и под бесконечными цепями.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что скребки с различными по форме рабочими кромками размещены на основаниях различных комбинациях.

3. Устройство по любому из пп.1 и 2, отличающееся тем, что скребки выполнены из стали по твердости большей, чем материал очищаемой трубы.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что поддон установлен на расстоянии от скребков, обеспечивающем вынос ими продуктов очистки при их холостом ходе и подачу в бункер.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области механической обработки труб, а именно к очистке труб снаружи, и может быть использовано в нефтяной и газовой промышленности, а также коммунальном и водном хозяйствах.

Известно устройство для очистки наружной поверхности трубы (см. А.с. 1537327, В 08 В 9/02, опубл. БИ 3, 1990 г.).

Устройство содержит привод, очистные инструменты и подпружиненные ходовые ролики. Этому устройству присущи следующие недостатки:

1) ограниченные функциональные возможности, так как устройство может очищать только один типоразмер трубы и не все виды покрытий;

2) низкое качество очистки трубы из-за значительных отклонений поверхности трубы от округлости.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является устройство для очистки наружной поверхности трубы по А.с. 1645048, В 08 В 9/02, опубл. БИ 16, 1991 г. Его можно принять в качестве прототипа.

Устройство содержит раму с платформой, привод и рабочий орган с очистительными элементами. Устройство имеет те же недостатки, которые были присущи рассмотренному выше аналогу. Кроме того, следует отметить, что очистные элементы указанного типа малоэффективные и быстро забиваются, особенно при очистке трубы от битумного покрытия.

Задачей настоящего изобретения является создание устройства, позволяющего очистить наружные поверхности труб любого диаметра с одновременным повышением качества очистки и производительности труда.

Поставленная задача решается предлагаемым устройством для очистки наружной поверхности трубы, включающим раму, привод, колесные опоры и очистительные элементы.

Новым является то, что очистные элементы его выполнены в виде самоочищающихся и упругодеформируемых скребков пластинчатой формы, закрепленных на основаниях, выполненных в форме дуги, и смонтированы на бесконечных цепях, установленных вдоль очищаемой трубы, при этом рабочие кромки скребков каждого основания образуют дугу, охватывающую часть окружности очищаемой поверхности трубы, и выполнены они у одних скребков вогнутой формы, у других - в форме резца плуга и направлены под острым углом, например под 45^o, к оси очищаемой трубы, а у третьих рабочие кромки скребков выполнены на обоих концах, заточенные под углом 10-15^o к очищаемой поверхности, и подпружинены пружиной пластинчатой формы, а колесные опоры для удержания трубы в горизонтальном положении и от боковых смещений установлены с возможностью выдвижения и фиксации, а также для прижатия труб с малой массой к скребкам с целью увеличения удельной нагрузки очищаемой поверхности на скребки, причем устройство снабжено вращателем трубы вокруг своей оси с валом карданного типа, приводимым в движение от индивидуального привода, и поддоном для сбора продуктов очистки, устанавливаемым на раме вдоль и под бесконечными цепями.

Новым является также и то, что скребки с различными по форме рабочими кромками размещены на основаниях в различных комбинациях и выполнены из стали по твердости большей, чем материал очищаемой трубы, а поддон установлен на расстоянии от скребков, обеспечивающем вынос ими продуктов очистки и подачу в бункер при их холостом ходе.

Патентные исследования на новизну проводились по патентному фонду института "ТатНИПИнефть" ретроспективностью в 20 лет. Результаты патентных исследований показали, что объекты аналогичного назначения с такой совокупностью существенных отличий отсутствуют, следовательно, можно полагать, что заявляемый объект обладает новизной и изобретательским уровнем. А его промышленная применимость подтверждается полным описанием его работы.

На фиг.1 изображен общий вид устройства для очистки наружной поверхности трубы, вид с боку, в частичном разрезе.

На фиг.2 - то же, что на фиг.1, сечение по А-А в частичном разрезе.

На фиг.3 - скребки, закрепленные с помощью болтов к основанию, частичный разрез.

На фиг.4 - то же, что и на фиг.3, развертка.

На фиг.5 - одна из комбинаций размещения скребков, где между двумя крайними скребками, рабочие кромки которых в форме резца плуга противоположного направления, размещены скребки с вогнутыми рабочими кромками.

На фиг.6 - расположение колесных опор при очистке труб с небольшой массой, например тонкостенных труб или малого диаметра.

На фиг. 7 - скребок, рабочие кромки которого выполнены на обоих концах, вид спереди.

Заявляемое устройство содержит раму 1 (см. фиг.1 и 2), на которой вдоль очищаемой трубы 2 смонтированы бесконечные цепи 3, приводимые в движение с помощью привода 4. На пальцах звеньев цепи на равных расстояниях (пальцы и звенья на фигуре не показаны) закреплены стойки 5, к которым закреплены основания 6, выполненные в виде дуги, для закрепления скребков 7, 8, 9 (см. фиг. 2 и 7). К раме 1 по обе стороны неподвижно закреплены стойки 10, в верхней части которых во втулках 11 горизонтально установлены выдвижные колесные опоры, содержащие винты 12 с колесами 13 для удержания очищаемой трубы 2 в горизонтальном положении и от боковых смещений, а также для прижатия труб с малой массой к скребкам (см. фиг.6) с целью увеличения удельной нагрузки их к очищаемой поверхности. Фиксацию колесных опор в необходимом положении осуществляют гайкой 14. Натяжение бесконечной цепи 3 регулируется натяжным устройством 15.

Для вращения очищаемой трубы вокруг своей оси устройство снабжено вращателем, включающим раму 16, мотор-редуктор 17, вмонтированный на подставке 18 вала 19 карданной передачи с захватным механизмом 20.

Рабочие кромки скребков 7, 8 и 9 каждого основания 6 образуют дугу, охватывающую часть окружности поверхности трубы 2 примерно 1/3, и выполнены они у одних скребков вогнутой формы 21; у других - в форме резца плуга 22 и направлены под острым углом 45^o к оси очищаемой трубы, а у третьих рабочие кромки 23 выполнены на обоих концах и заточены под углом 10-15^o к очищаемой поверхности и подпружинены пружиной 24 пластинчатой формы. Скребки с различными по форме рабочими кромками размещены на основаниях в различных комбинациях (см. фиг. 3) и выполнены из стали по твердости большей, чем материал очищаемой трубы, упругодеформируемыми и самоочищаемыми. Один из вариантов размещения скребков с различными рабочими кромками на основаниях изображен на фиг. 3 и 4, где две крайние 22 из них - в форме резца противоположного направления, а скребки с рабочими кромками 21 вогнутой формы размещены между ними.

Устройство также снабжено поддоном 25 (см. фиг.1 и 2), выполненным в виде желоба из прорезиненной ткани, установленного вдоль бесконечных цепей, для предварительного сбора продуктов очистки, с которого затем с помощью скребков они уносятся в бункер 26.

Таким образом, скребки выполняют двойную функцию:

- очищают наружную поверхность трубы,

- выносят продукты очистки из поддона в бункер при холостом ходе.

Устройство для очистки наружной поверхности трубы работает следующим образом.

Подлежащую к очистке трубу 2 (см. фиг.1) укладывают сверху на скребки и колесные опоры 13, последними труба удерживается в горизонтальном положении и от боковых смещений. Регулировкой положения колесных опор добиваются распределения веса трубы, приходящегося на упругодеформируемые скребки, чтобы последние работали в процессе очистки в пределах упругого состояния. После регулировки колесные опоры фиксируют гайками 14. Один конец трубы соединяется с вращателем трубы при помощи захватного механизма 20. Затем включают в работу привод 4 и вращатель трубы. При этом приводится в движение бесконечная цепь 3 с очистными элементами, а труба 2 получает вращение вокруг своей оси. Очистные элементы перемещаются вдоль трубы. При этом упругодеформируемые скребки (см. фиг.3) своими режущими кромками плотно прижаты к поверхности трубы ее собственным весом, благодаря чему происходит срезание покрытия и очистка поверхности трубы до металлического блеска. Упругие свойства скребков позволяют очищать, режущими кромками обходить и очищать неровности и выступы на поверхности типа сварных швов, вмятин, а выполнение режущих кромок двух крайних скребков в форме резца плуга обеспечивает проход и торцовых участков трубы и очистку их. После окончания очистки трубу отсоединяют от вращателя, после предварительного отключения привода 4 и 17 ее снимают с колесных опор и направляют на склад готовой продукции. Далее цикл работ повторяют.

При работе привода бесконечной цепи 3 непрерывно происходит вынос очищенного шлама из поддона 25 теми же скребками в период прохождения ими пути к началу очищаемой трубы. В момент захода очистного элемента на очищаемую трубу и в момент его выхода происходит упругая деформация скребков, что сопровождается резким их встряхиванием, это соответственно приводит к очищению скребков от налипшего очищенного шлама.

При очистке труб малого диаметра или тонкостенных труб вес очищаемой трубы недостаточен для создания нагрузки на режущие кромки скребков. В этом случае колесными опорами прижатием сверху создают дополнительное усилие на трубу с целью обеспечения достаточной удельной нагрузки на скребки, как это изображено на фиг.6.

По сравнению с известными устройствами предлагаемое устройство имеет следующие технико-экономические преимущества:

1. Устройство позволяет очистить поверхность труб любых диаметров, благодаря чему расширяются его функциональные возможности.

2. Устройство имеет в качестве рабочего органа многолезвийный инструмент, благодаря чему время очистки сокращается на порядок и значительно повышается производительность труда.

3. Упругодеформируемые скребки с острой рабочей кромкой позволяют:

а) обходить и очищать неровности и выступы на поверхности, сварные швы и др. При этом не происходит поломка или заклинивание рабочих органов;

б) очищать поверхности трубы даже при наличии значительного отклонения от округлости и др., а также вмятин;

в) свойства самоочищения скребков в рабочем цикле и механический вынос очищенного шлама из рабочей зоны устройства позволяют сократить межоперационную подготовку устройства, время технического обслуживания и делают процесс очистки непрерывным.

Все это значительно улучшает и повышает качество очистки.

4. Устройство просто в обслуживании и эксплуатации и может быть изготовлено в любых механических мастерских.