устройство для очистки наружной поверхности трубы
Классы МПК: | B08B9/023 чистка наружных поверхностей |
Автор(ы): | Калачев И.Ф., Федотов Г.А., Рахманов Р.Н., Воронин Н.А. |
Патентообладатель(и): | Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина |
Приоритеты: |
подача заявки:
2002-02-19 публикация патента:
20.12.2003 |
Изобретение относится к механической обработке труб, а именно к очистке труб снаружи, и может быть использовано в нефтяной и газовой промышленности, а также коммунальном и водном хозяйствах для создания оборудования, позволяющего очистить наружные поверхности труб любого диаметра с одновременным повышением качества очистки и производительности труда. Устройство содержит раму, привод, колесные опоры и очистные элементы, причем очистные элементы 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, 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 10-15o к очищаемой поверхности, и подпружинены пружиной пластинчатой формы. 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. 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. Устройство обеспечивает очистку труб любого диаметра, а также повышение качества очистки и производительности труда. 3 з.п. ф-лы, 7 ил.
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7
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![устройство для очистки наружной поверхности трубы, патент № 2219004](/images/patents/249/2219004/176.gif)
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 45o, к оси очищаемой трубы, а у третьих рабочие кромки скребков выполнены на обоих концах, заточенные под углом 10-15o 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 45o к оси очищаемой трубы, а у третьих рабочие кромки 23 выполнены на обоих концах и заточены под углом 10-15o 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.
Класс B08B9/023 чистка наружных поверхностей