УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ НАРУЖНОЙ ПОВЕРХНОСТИ ТРУБОПРОВОДА Российский патент 1999 года по МПК B08B9/02 

Изобретение относится к области очистки поверхности цилиндрических изделий и может быть использовано в теплоэнергетике, химической, газовой и нефтехимической промышленности при ремонте газо- и нефтепроводов в трассовых условиях для очистки наружной поверхности от старого или дефектного изоляционного покрытия.

Для очистки трубопроводов используются выпускаемые промышленностью машины типа ОМ-1 /см. книгу Л.Я.Цикерман/ "Противокоррозионная изоляция подземных металлических трубопроводов" Госстройиздат, 1960 г., стр. 75.

Эти машины имеют невысокую производительность, а очистные элементы быстро изнашиваются. Особенно эти недостатки сказываются при очистке трубопроводов диаметром 720 мм и выше. Для качественной очистки труб нужно осуществлять до 3-4 проходов машины по одному отрезку трубы. Кроме того, эти машины имеют большой вес, более 4 т, для них требуются двигатели значительной мощности.

Разработаны трубоочистительные машины, работающие на инерционно-ударном принципе, однако и они полностью не отвечают технико-экономическим требованиям трассовых условий, а именно средняя чистота поверхности составляет 0,6-0,7 условных единиц, что недостаточно.

Известен рабочий орган устройства для очистки наружной поверхности трубопровода, включающий ротор, двуплечие рычаги, установленные с возможностью поворота на осях. На рабочем плече каждого рычага установлен очистной инструмент, а другое плечо подпружинено /См. авторское свидетельство СССР N 1348013, опубл. 30.10.87, бюлл. N 40, МПК B 08 B 9/02/.

Использование данной конструкции не обеспечивает качественную очистку поверхности, затруднен и трудоемок монтаж и демонтаж в стесненных условиях траншей, на близко расположенных параллельных трубопроводах.

Наиболее близким к предлагаемому устройству является устройство, выполненное в виде двух охватывающих трубопровод разъемных кольцевых рам, установленных на ходовых колесах и клещевого захвата, включающего закрепленные на кольцевой раме двуплечие рычаги. На кольцевых рамах закреплены подпружиненные режущие инструменты для разрезания изоляционного покрытия на полосы и щетки для очистки поверхности трубопровода /см. авторское свидетельство СССР N 1335345, опубл. 07.09.87, бюлл. N 33, МПК B 08 B 9/02/.

Устройство имеет малый вес и габариты, позволяет производить последовательно операции разрезания на полосы старой изоляции и затем очистку от нее вместе с армирующими материалами от ржавчины и загрязнений.

Однако наличие двух кольцевых камер затрудняет быстрый монтаж и демонтаж устройства в трассовых условиях, а использование щеток не обеспечивает высококачественную и стабильную очистку наружной поверхности трубопровода от старой изоляции. Наличие сварных соединений, латок, хомутов или других неровностей требует дополнительной настройки устройства, так как оно не приспособлено для перемещения по спирали. Кроме того затруднено использование устройства для различных диаметров трубопроводов. Щетки в качестве очистного инструмента быстро изнашиваются, а монтаж устройства требует длительного времени, все это ведет к низким эксплуатационным возможностям описанного устройства. Предлагаемым изобретением решается задача повышения эффективности очистки и улучшение эксплуатационных возможностей.

Технический результат заключается, в реализации существенных отличительных признаков предлагаемого изобретения и обеспечивает получение чистой поверхности трубопровода при его ремонте, особенно в аварийных ситуациях в сжатые сроки.

Для достижения этого технического результата в устройстве для очистки наружной поверхности трубопровода, содержащем приводную перемещающуюся вдоль оси трубопровода разъемную кольцевую раму, установленную на колесных опорах, в которой закреплены равномерно расположенные по окружности относительно поверхности трубопровода очистные элементы, кольцевая рама выполнена в виде разъемной каретки с параллельными кольцевыми образующими, а колесные опоры в виде не менее трех приводных реверсивных станций, расположенных равномерно между кольцевыми образующими по окружности трубопровода с возможностью разворота от 0^o до 20^o и возвратно-поступательного перемещения вдоль оси трубопровода или по спирали. Очистные элементы выполнены в виде установленных в захватах подпружиненных резцов под углом не более 45^o к направлению, противоположному движению, и закреплены в параллельных кольцевых образующих каретки в шахматном порядке по отношению резцов одной образующей к резцам другой со смещением, равным ширине режущей кромки противоположного резца и с возможностью взаимно-противоположного перемещения относительно поверхности трубопровода.

Каретка в нижней части снабжена натяжным устройством. Колесные опоры приводных реверсивных станций выполнены составными из набранных последовательно дисков.

В качестве материала колесных опор использована армированная резина.

Каждый из отличительных признаков влияет на поставленные задачи и достижение технического результата следующим образом:
Выполнение кольцевой рамы в виде каретки позволяет разместить очистные элементы - резцы на двух кольцевых параллельных образующих, что при возвратно-поступательном движении каретки ведет сначала к разрезанию старой изоляции на полосы с одновременным удалением этих полос, а затем, при обратном ходе устройства к окончательному удалению старой изоляции, при этом шахматное расположение резцов со смещением, равным ширине режущей кромки противоположного резца, обеспечивает удаление при обратном ходе всего удаляемого покрытия вместе с армирующим материалом. Достигается качественная очистка поверхности.

Этот признак усиливается тем, что очистные элементы - резцы установлены в подпружиненных захватах резцов под углом не более 45^o к направлению, противоположному движению устройства. При этом резцы, нарушая целостность старой изоляции, подхватывают, приподнимают удаляемое покрытие и затем, отделяя его от поверхности трубопровода, окончательно удаляют. При угле > 45^o возникает вероятность повреждения резцами поверхности трубопровода и стопорение устройства.

Выполнение колесных опор в виде не менее трех приводных реверсивных станций с возможностью разворота от 0^o до 20^o обеспечивает оптимальные условия для возвратно-поступательного перемещения каретки, а следовательно, и взаимно-противоположного движения резцов вдоль оси трубопровода или по спирали.

Выполнение колесных опор из последовательно набранных дисков и наличие натяжного устройства ведут к надежному сцеплению каретки с поверхностью трубопровода и плотному, но подвижному прилеганию резцов к поверхности. Эти признаки усиливаются выбором в качестве материала колесных опор армированной резины.

Все перечисленные признаки определяют высокое качество очистки, а высокая производительность устройства также обеспечена конструкцией очистных элементов, их расположением и выполнением колесных опор в виде приводных реверсивных станций.

Сочетание качества очистки с высокой производительностью ведет к достижению высокоэффективной очистки. Указанные конструктивные особенности в совокупности определяют компактность, удобство монтажа-демонтажа, сравнительную легкость установки, что позволяет говорить об улучшении эксплуатационных возможностей устройства.

Предлагаемое устройство иллюстрируется чертежами.

На фиг. 1 показан общий вид устройства, на фиг. 2 - вид сбоку.

Устройство содержит разъемную, состоящую из трех частей каретку с параллельными кольцевыми образующими 1 и 2. На кольцевой образующей 1 равномерно по окружности относительно поверхности трубопровода закреплены в подпружиненных захватах 3 резцы 4, контактирующие с наружной поверхностью трубопровода, а на кольцевой образующей 2 в подпружиненных захватах 5 закреплены резцы 6. Резцы 4 и 6 установлены в шахматном порядке относительно друг друга и под углом не более 45^o к направлению, противоположному движению. Соотношение ширины режущих кромок резцов 4 и 6 может быть равно или ширина резца 6 меньше ширины резца 4, соответственно резцы 4 смещены относительно резцов 6 на величину режущей кромки противоположного резца. Каретка, состоящая из кольцевых рам 1 и 2, установлена с возможностью возвратно-поступательного перемещения вдоль оси трубопровода или по спирали, а резцы 4 и 6 соответственно с возможностью взаимно- противоположного перемещения также вдоль оси трубопровода или по спирали. Это перемещение обеспечивается расположенными на площадках 7 между кольцевыми образующими 1 и 2 по окружности трубопровода приводными реверсивными станциями 8 в количестве не менее трех и состоящих из электродвигателя 9, редуктора 10 и колесной опоры, выполненной из последовательно набранных дисков 11 из армированной резины. Приводные реверсивные станции 8 установлены с возможностью разворота от 0^o до 20^o. Разъемные кольцевые образующие 1 и 2 соединены в местах разъема шарнирами 12 и укреплены на трубопроводе натяжным механизмом 13.

Устройство работает следующим образом.

В трассовых условиях в случае необходимости ремонта поврежденной части трубопровода на нем устанавливают устройство для очистки наружной поверхности от старой изоляции с армирующим материалом, для чего три разъемные части каретки, состоящей из параллельных кольцевых образующих 1 и 2 и находящихся между ними на площадках 7 приводных реверсивных станций 8, закрепляют шарнирами 12 вокруг трубопровода и стягивают натяжным устройством 13. При этом колесные опоры, состоящие из последовательно набранных дисков 11 из армированной резины, плотно прилегают к поверхности трубопровода, обеспечивая плотное сцепление каретки с поверхностью и надежный прижим резцов 4 и 6 к покрытию, которое необходимо удалить. После включения электродвигателя устройство начинает перемещение вначале в сторону резцов 6 вдоль оси трубопровода или в случае наличия спиралевидного сварного шва по опирали, так как приводные реверсивные станции имеют возможность разворота от 0^o до 20^o.

При перемещении резцы 6, нарушая целостность старой изоляции, подхватывают, приподнимают и разрезают ее на полосы, одновременно удаляя узкие полосы с поврежденного участка трубопровода.

После включения реверса устройство начинает перемещение в обратную сторону, при этом режущие кромки резцов 4, установленные со смещением относительно резцов 6, удаляют оставшиеся полосы старой изоляции.

После завершения процесса очистки устройство демонтируют в обратной последовательности.

Устройство для очистки наружной поверхности трубопровода обеспечивает:
- разрезание и одновременное качественное удаление старой изоляции с армирующим материалом, а также загрязнений, ржавчины с наружной поверхности трубопроводов различного диаметра: от 500 до 2000 мм за два рабочих возвратно-поступательных хода устройства;
- надежный прижим очистных элементов к очищаемой поверхности с одновременным прохождением точно по профилю поверхности вдоль оси трубопровода или по спирали;
- высокую производительность устройства, скорость очистки 50-200 мм/сек;
- возможность монтажа и демонтажа устройства в течение 5-10 минут в любом месте непрерывного трубопровода в трассовых условиях;
- сравнительную легкость конструкции - не более 300 кг.

Изобретение относится к области очистки наружной поверхности изделий от изоляционного покрытия и может быть использовано в различных отраслях. В изобретении обеспечивается повышение эффективности очистки и улучшение эксплуатационных возможностей. Устройство для очистки наружной поверхности трубопровода содержит приводную, перемещающуюся вдоль оси трубопровода раму, установленную на колесных опорах. В раме закреплены равномерно расположенные по окружности относительно поверхности трубопровода очистные элементы. Кольцевая рама выполнена в виде разъемной каретки с параллельными кольцевыми образующими, а колесные опоры в виде не мeнee трех приводных реверсивных станций, расположенных равномерно между кольцевыми образующими по окружности трубопровода с возможностью разворота от 0^o до 20^o и возвратно-поступательного перемещения вдоль оси трубопровода или по спирали. 4 з.п.ф-лы, 2 ил.

1. Устройство для очистки наружной поверхности трубопровода, содержащее приводную, перемещающуюся вдоль оси трубопровода, раму, установленную на колесных опорах, в которой закреплены равномерно расположенные по окружности относительно поверхности трубопровода очистные элементы, отличающееся тем, что кольцевая рама выполнена в виде разъемной каретки с параллельными кольцевыми образующими, а колесные опоры в виде не менее трех приводных реверсивных станций, расположенных равномерно между кольцевыми образующими по окружности трубопровода с возможностью разворота от 0 до 20^o и возвратно-поступательного перемещения вдоль оси трубопровода или по спирали. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что очистные элементы выполнены в виде установленных в подпружиненных захватах резцов под углом не более 45° к направлению, противоположному движению, и закреплены в параллельных кольцевых образующих каретки в шахматном порядке по отношению резцов одной образующей к резцам другой со смещением, равным ширине режущей кромки противоположного резца и с возможностью взаимно противоположного перемещения относительно поверхности трубопровода. 3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что каретка в нижней части снабжена натяжным устройством. 4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что колесные опоры приводных реверсивных станций выполнены составными из набранных последовательно дисков. 5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в качестве материала колесных опор использована армированная резина.