вибрационный движитель для трубопроводов

Формула изобретения

Вибрационный движитель для трубопроводов, содержащий отрезок трубы с резьбой на внешней его поверхности, посредством которой отрезок ввинчен в трубопровод, имеющий на своей внутренней поверхности соответствующую резьбу, ось, вращающуюся в подшипниках, обоймы которых жестко соединены с отрезком трубы, и дебалансы, при этом между резьбовой поверхностью отрезка трубы и соответствующей поверхностью трубопровода имеется зазор, отличающийся тем, что движитель снабжен дополнительными отрезками труб, которые последовательно ввинчены в трубопровод, и дополнительными осями труб, каждая вращающаяся ось имеет, по меньшей мере, по одному дебалансу, жестко соединенному с этой осью, каждая ось соединена с последующей осью стыковочным шлицевым соединением с возможностью обеспечения радиального перемещения отрезков труб с осями под воздействием центробежных сил дебалансов, на каждой торцевой поверхности отрезков труб, обращенных друг к другу, расположены по одному диаметру этого отрезка и на равных расстояниях от его оси два силовых пальца, между торцевыми поверхностями отрезков труб расположены силовые шайбы с четырьмя расположенными по двум взаимно перпендикулярным диаметрам этих шайб отверстиями, причем ширина каждого отверстия равна диаметру силового пальца, а длина отверстия, которой оно расположено по радиусу силовой шайбы, равна сумме величин, равных диаметру силового пальца и двойному размеру радиального зазора между внутренней резьбой трубы трубопровода и внешней резьбой отрезков труб.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к вибрационно-волновым движителям и может быть использовано в линиях специального трубопроводного транспорта в качестве тяговых устройств в них.

Известен "Вибрационный движитель для трубопроводов", содержащий отрезок трубы, два дебаланса, причем отрезок трубы выполнен с резьбой на внешней его поверхности для ввинчивания в ответную резьбу на внутренней поверхности трубопровода, при этом между резьбовой поверхностью отрезка трубы и соответствующей поверхностью трубопровода имеется зазор. Отрезок трубы снабжен вращающейся осью, размещенной в подшипниках, обоймы которых жестко связаны с отрезком трубы, при этом каждый из дебалансов расположен на упомянутой оси около своего торца отрезка трубы и дебалансы развернуты друг относительно друга на 180° [1].

Недостатком данного движителя является его вибрационная несбалансированность.

Целью предлагаемого изобретения является создание движителя, свободного от вышеуказанного недостатка. Поставленная задача достигается тем, что вибрационный движитель для трубопроводов содержит отрезок трубы с резьбой на внешней поверхности, посредством которой он ввинчен в трубопровод, имеющий на своей внутренней поверхности соответствующую резьбу, ось с дебалансами, вращающуюся в подшипниках, обоймы которых жестко соединены с отрезком трубы. Между резьбовыми поверхностями отрезка трубы и трубопровода имеется зазор. При этом движитель имеет, по меньшей мере, четыре отрезка трубы с торцовыми поверхностями. Отрезки труб ввинчены последовательно в ответную резьбу трубопровода. Вращающиеся оси отрезков труб имеют, по меньшей мере, каждая по одному дебалансу. Каждый дебаланс жестко соединен со своей осью. Оси соединены между собой для передачи крутящего момента, каждая с последующей - стыковочными шлицевыми соединениями, продольные плоскости симметрий которых совпадают с продольной осевой плоскостью трубы трубопровода с возможностью радиального перемещения каждой оси с дебалансом и своим отрезком трубы друг относительно друга по плоскостям стыковочных шлицевых соединений под воздействием центробежных сил, возникающих при вращении дебалансов.

При этом величина масс дебалансов, их расположение относительно своих осей и их взаимное расположение должны создавать эффект компенсации их центробежных сил, действующих на трубу трубопровода. На каждой торцовой поверхности отрезков труб, обращенных друг к другу, расположены на одном торцовом диаметре и на равных от оси отрезка трубы расстояниях два силовых пальца. Силовые шайбы, расположенные между торцовыми поверхностями отрезков труб, выполнены с четырьмя, расположенными на двух взаимно перпендикулярных диаметрах, каждое из которых расположено на одинаковом расстоянии от центра силовой шайбы, отверстиями для установки в них силовых пальцев, причем ширина каждого отверстия равна диаметру силового пальца, а длина отверстия, расположенная по радиусу силовой шайбы, равна диаметру силового пальца плюс двойной размер радиального зазора между внутренней резьбой трубы трубопровода и внешней резьбой отрезков труб.

При выполнении отверстий под силовые пальцы в силовых шайбах необходимо учесть, что длина отверстия должна превышать его теоретическую длину (диаметр силового пальца плюс двойной размер зазора между резьбами трубы трубопровода и наружной резьбой отрезков труб) на величину, дающую возможность достижения надежного фрикционного контакта вышеуказанных резьб с возможностью его сохранения при радиальной выработке резьб в процессе эксплуатации движителя.

При вращении дебалансов происходит волновой процесс прижатия и обкатывания резьб отрезков труб по внутренней резьбе трубопровода. В связи с тем, что диаметр резьбы внутренних отрезков труб меньше диаметра внутренней резьбы трубы трубопровода, внутренние отрезки, обкатываясь по трубе трубопровода при завершении полного оборота по внутренней резьбе трубы трубопровода, поворачиваются на дополнительную угловую величину (360°+), за счет чего внутренние отрезки труб ввинчиваются или вывинчиваются по резьбе трубы трубопровода в зависимости от направления вращения дебалансов.

Предлагаемая конструкция вибрационного движителя для трубопроводов достаточно проста и состоит из набора одинаковых по своей конструкции узлов. При этом устранена в достаточной мере ее вибрационная несбалансированность.

Перечень фигур на чертежах

На фиг.1 изображен вибрационный движитель для трубопроводов (показаны силовые пальцы на торцовых поверхностях отрезков труб только в плоскости чертежа).

На фиг.2 изображена работа вибрационного движителя для трубопроводов (положение прижатия наружных резьб отрезков труб к внутренней резьбе трубопровода, работа стыковочных шлицевых соединений осей отрезков труб, силовых шайб, силовых пальцев).

На фиг.3 изображена силовая шайба с отверстиями под силовые пальцы.

Вибрационный движитель для трубопроводов содержит трубу 1 трубопровода (фиг.1), имеющую на своей внутренней поверхности внутреннюю резьбу 2. В трубу 1 трубопровода последовательно ввинчены четыре отрезка труб 8, имеющие на своей внешней поверхности наружную резьбу 4. Между наружной резьбой 4 отрезков труб 8 и внутренней резьбой 2 имеется зазор 9.

По оси каждого отрезка трубы 8 вращается ось 5 на подшипниках 6, обоймы 7 которых жестко связаны с отрезками труб 8. На каждой оси 5 закреплен дебаланс 3. Оси 5 отрезков труб 8 соединены каждая с последующей стыковочными шлицевыми соединениями 11. Отрезки труб 8 имеют торцовые поверхности 14. На торцовых поверхностях 14 отрезков труб 8, обращенных друг к другу, имеются на каждой по два силовых пальца 10. Силовые пальцы 10 входят в отверстия 13, расположенные на силовых шайбах 12 (фиг.1, 2 и 3).

Предлагаемый вибрационный движитель для трубопроводов работает следующим образом.

При вращении, например, осей 5 с дебалансами 3 (фиг.2), возникшие центробежные силы дебалансов 3 прижимают отрезки труб 8 с наружными резьбами 4 к внутренней резьбе 2 трубы 1 трубопровода. При этом стыковочные шлицевые соединения 11 осей 5 дадут возможность радиального сдвига и прижатия наружных резьб 4 отрезков труб 8 с осями 5 и дебалансами 3 к внутренней резьбе 2 трубы 1 трубопровода. В таком положении отрезки труб 8 своими наружными резьбами 4 будут обкатывать внутреннюю резьбу 2 трубы 1 трубопровода, ввинчиваясь или вывинчиваясь из него, в зависимости от направления вращения дебалансов 3. Перемещение отрезков труб 8 по внутренней резьбе 2 трубы 1 трубопровода и передачу создаваемых ими усилий последовательно от одного отрезка к другому синхронизируют силовые шайбы 12, в отверстие 13 которых входят силовые пальцы 10 торцовых поверхностей 14 отрезков труб 8, обращенных друг к другу.

Для передачи тянущего или толкающего усилия движителя его необходимо оборудовать проворачивающимся сцепным устройством для соединения с сопряженным с ним механизмом (на чертеже не показано). Вибрационный движитель для трубопроводов достаточно прост и может быть использован в различного рода приводах, используемых в технике.

Источник информации

1. Патент RU №2216499, класс МПК 7 B 65 G 51/00, опубликовано 20.11.2003. БИ №32.