Устройство для разрушения отложений в трубах Российский патент 2023 года по МПК B08B9/02 

Изобретение относится устройствам для очистки внутренней поверхности труб под действием вибрации, передающейся через внешнюю поверхность трубы.

Известно устройство для очистки труб от твердых отложений (патент на ПМ RU №69777, МПК B08B 9/02, B08B 7/02, F28G 5/00, опубл. 10.01.2008 Бюл. №1) ударным воздействием при одновременном вращении и поступательном перемещении трубы, причем оно снабжено блоком ударных элементов, равномерно охватывающих наружную поверхность трубы с возможностью одновременного воздействия на нее в поперечном сечении.

Недостатками данного устройства являются невозможность очистки действующих трубопроводов, так как устройство стационарное и требует подачи и вращения труб во время очистки, сложная и металлоемкая конструкция, связанная с необходимостью одновременной работы ударных элементов, что приводит к сложности при изготовлении, сборки и обслуживании.

Известно также устройство для разрушения отложений в трубах (патент SU №961801, МПК B08B 7/02, опубл. 30.09.1982), содержащее ударный узел, наковальню-волновод, отличающееся тем, что с целью повышения удобства эксплуатации оно имеет захватный механизм, состоящий из рычагов и конических спаренных роликов, а наковальня-волновод имеет ролик, установленный с возможностью взаимодействия с очищаемой поверхностью.

Недостатком данного устройства является сложная и металлоемкая конструкция, связанная со сложными конструктивно наковальнями-волноводами, состоящими из большого числа сложных, точно подгоняемых друг к другу деталей, а также использование в ударном узле пневмо- или гидромеханизма, требующего точного и дорогостоящего изготовления, а также не терпит наличия механических примесей в подаваемом газе или жидкости, требующем для этого специального нагнетателя, что приводит к сложности при изготовлении, сборки и обслуживании.

Наиболее близким по технической сущности является устройство для разрушения отложений в трубах (патент SU №1378949, МПК B08B 9/027, B08B 7/02, опубл. 07.03.1988), содержащее ударный узел с поршнем-ударником и наковальней-волноводом и зажимной механизм для установки устройства на очищаемой трубе, причем с целью обеспечения автоматизации процесса очистки ударный узел установлен под углом, отличным от 90° относительно оси перемещения устройства.

Недостатком данного устройства является сложная и металлоемкая конструкция, связанная с использованием в ударном узле пневмо- или гидромеханизма, требующего точного и дорогостоящего изготовления, а также не терпит наличия механических примесей в подаваемом газе или жидкости, требующем для этого специального нагнетателя, что приводит к сложности при изготовлении, сборки и обслуживании.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является создание устройства для разрушения отложений в трубах, позволяющего снизить металлоемкость и упростить конструкцию за счет использования для создания вибраций вращающегося с необходимой частотой вращения эксцентрика с электрическим приводом.

Техническим решением является устройство для разрушения отложений в трубах, включающее корпус с колесиками, взаимодействующими с наружной поверхностью трубы, установленный в корпусе ударный узел с ударником, волновод и зажимной механизм для установки устройства на очищаемой трубе.

Новым является то, что ударный узел изготовлен в виде электродвигателя с редуктором, соединенными с корпусом через упругие демпферы и обеспечивающими вращение выходного вала, расположенного параллельно оси трубы и соединенного с ударником, изготовленным в виде вращающегося эксцентрика, волновод выполнен в виде гибкой в поперечном направлении тяги, охватывающей трубу для натяжения зажимным механизмом, изготовленным в виде натяжного болта с гайкой, вставляемого в боковые проушины корпуса.

На фиг. 1 изображено устройство в изометрии без волновода и зажимного механизма.

На фиг. 2 изображено устройство вид спереди с трубой в поперечном разрезе.

Устройство для разрушения отложений в трубах включает в себя корпус 1 (фиг. 1 и 2) с колесиками 2 (фиг. 2), взаимодействующими с наружной поверхностью трубы 3, установленный в корпусе 1 (фиг. 1) ударный узел с ударником 4, волновод 5 (фиг. 2) и зажимной механизм 6 для установки устройства на очищаемой трубе 3. Ударный узел изготовлен в виде электродвигателя 7 (фиг. 1) с редуктором 8, соединенными с корпусом 1 через упругие демпферы 9 и обеспечивающими вращение выходного вала 10, расположенного параллельно продольной оси трубы 3 (фиг. 2) и соединенного с ударником 4 (фиг. 1 и 2), изготовленным в виде вращающегося эксцентрика. Волновод 5 (фиг. 2) выполнен в виде гибкой в поперечном направлении тяги, охватывающей трубу 3 (для передачи волн по телу волновода 5) после натяжения зажимным механизмом 6, изготовленным в виде натяжного болта 11 с гайкой 12, вставляемого в боковые проушины 13 корпуса 1. Волновод 5 может быть изготовлен в виде цепи, металлического троса, листа металла, проволоки или т.п. (авторы на это не претендуют). Для дополнительной фиксации натяжной болт 11 может быть оснащен контргайкой 14 (авторы на это не претендуют). Использование редуктора 8 (фиг. 1) позволяет использовать в устройстве недорогие, маломощные с высокими оборотами и небольшими размерами электродвигатели 7, а также добиться необходимой частоты вращения выходного вала 10 и, как следствие, ударника 4. Чтобы уменьшить ударное воздействие на сами механизмы редуктора 8 и электродвигателя 7 и, как следствие, увеличить их срок службы. Редуктор 8 и электродвигатель 7 устанавливают на упругие демпферы 9 (пружины, вулканизированную резину, упругий полиуретан или т.п.), также рекомендуется для уменьшения ударного воздействия установить выходной вал 10 в упорные подшипники 15 с двух сторон от ударника 4.

Конструкционные элементы и технологические соединения, не влияющие на работоспособность устройства, не чертежах (фиг. 1 и 2) не показаны или показаны условно.

Предварительно в лабораторных условиях определяют частоту вибраций ударника 4 (фиг. 1), при которой наблюдается максимальный эффект разрушения отложений внутри трубы 3 (фиг. 2). Исходя из полученных данных и скорости вращения ротора (определяется по паспорту изделия - не показан) электродвигателя 7 (фиг. 1) подбирают передаточное число ротора 8 (подбором шестеренок - не показаны), чтобы обеспечить выходной вал 10 необходимой скоростью вращения. Настроенный редуктор 8 и электродвигатель 7 через упругие демпферы 9 фиксируют на корпусе 1, например, при помощи шпилек 16 и гаек 17. Выходной вал 10 вместе с ударником 4 располагают в корпусе 1 между упорными подшипниками 15 и через редуктор 8 соединяют с ротором электродвигателя 7, например, при помощи муфты 18.

После сборки корпус 1 колесиками 2 (фиг. 2) устанавливают на трубу 3, которую охватывают как минимум одним волноводом 5, концы которого соединяют с соответствующими натяжными болтами 11 зажимного механизма 6. Натяжные болты 11 вставляют в соответствующие проушины 13 корпуса 1 и накручивают на них гайки 12. Закручиванием гаек 12 на натяжных болтах 11 добиваются натяжения волновода 5 с фиксацией корпуса 1 на трубе 3 с последующим поджатием гаек 12 при необходимости контргайкой 14. Контргайки 14 используют при необходимости длительного (более 1 часа) волнового воздействия на трубу 3.

После установки корпуса 1 электродвигатель 7 подсоединяют к блоку питания проводом (не показаны) и запускают в работу. Вращения ротора электродвигателя 7 через редуктор 8 передается с необходимой скоростью (частотой) выходному валу 10 и ударнику 4. Так как ударник 4 изготовлен в виде эксцентрика, он создает колебания, передающиеся через упорные подшипники 15 на корпус 1 и далее через колесики 2 (фиг. 2) на тело трубы 3, разрушая отложения внутри нее. После чего электродвигатель 7 останавливают и отключают его провод от питания.

Для перемещения в другой интервал воздействия (не показан) раскручивают гайки 12 (предварительно ослабив контргайки 14 - при наличии) на натяжных болтах 11, добиваются ослабления натяжения волновода 5 и освобождения корпуса 1 от фиксации на трубе 3. После чего на колесиках 2 корпус 1 перемещают в другой интервал воздействия с последующей затяжкой гаек 12 и контргаек 14 (при необходимости). Интервалы волнового воздействия на трубу 3 определяют предварительно технологи (авторы на это не претендуют) после изучения неразрушающими методами (рентген, ультразвук или т.п.) состояния отложений в трубе 3.

Обработку интервалов воздействия трубы 3 и перемещения устройства на корпусе 1 повторяют вышеописанным методом до завершения обработки по всей длине. Работы по вибрационному воздействию можно проводить в сочетании с промывкой трубопровода 3 реагентами и/или моющими средствами (авторы на это не претендуют).

Предлагаемое устройство для разрушения отложений в трубах позволяет снизить металлоемкость и упростить конструкцию за счет использования для создания вибраций вращающегося с необходимой частотой эксцентрика с электрическим приводом.

Изобретение относится к устройствам для очистки внутренней поверхности труб под действием вибрации, передающейся через внешнюю поверхность трубы. Устройство для разрушения отложений в трубах, включающее корпус с колесиками, взаимодействующими с наружной поверхностью трубы, установленный в корпусе ударный узел с ударником, волновод и зажимной механизм для установки устройства на очищаемой трубе, отличающееся тем, что ударный узел изготовлен в виде электродвигателя с редуктором, соединенными с корпусом через упругие демпферы и обеспечивающими необходимую скорость вращения выходного вала, расположенного параллельно оси трубы и соединенного с ударником, изготовленным в виде вращающегося эксцентрика, волновод выполнен в виде гибкой в поперечном направлении тяги, охватывающей трубу, с небольшим коэффициентом удлинения после натяжения зажимным механизмом, изготовленным в виде натяжного болта с гайкой, вставляемого в боковые проушины корпуса. Технический результат - снижение металлоемкости и упрощение конструкции за счет использования для создания вибраций вращающегося с необходимой частотой эксцентрика с электрическим приводом. 2 ил.

Устройство для разрушения отложений в трубах, включающее корпус с колесиками, взаимодействующими с наружной поверхностью трубы, установленный в корпусе ударный узел с ударником, волновод и зажимной механизм для установки устройства на очищаемой трубе, отличающееся тем, что ударный узел изготовлен в виде электродвигателя с редуктором, соединенными с корпусом через упругие демпферы и обеспечивающими вращение выходного вала, расположенного параллельно оси трубы и соединенного с ударником, изготовленным в виде вращающегося эксцентрика, волновод выполнен в виде гибкой в поперечном направлении тяги, охватывающей трубу для натяжения зажимным механизмом, изготовленным в виде натяжного болта с гайкой, вставляемого в боковые проушины корпуса.