Устройство для визуального обследования внутренней поверхности дымовой трубы Российский патент 2023 года по МПК B08B9/49 

Изобретение относится к технологическому оборудованию для обследования внутренней поверхности дымовых труб сталеплавильного производства.

Обследования труб с целью определения их технического состояния выполняются специализированной организацией, которая выявляет дефекты и повреждения, оказывающие влияние на работу трубы и безопасность. Одним из этапов проверки является внутренний осмотр трубы. При обследовании внутренней части (футеровки) дымовых труб необходимо инженеру-обследователю выполнять осмотр поверхности с использованием системы канатного доступа в условиях полной темноты. При высоте труб более 25 метров спуск и подъём занимает большое количество времени, и требует огромных затрат физических сил. При этом высота дымовых труб превышает 100 метров, что делает данную работу сверх тяжелой. Также существует риск загазованности внутри трубы.

Известно устройство для обследования внутренней части дымовых труб [1] (а/с СССР №1742456 «Устройство для обследования внутренней части дымовых труб», МПК E04H 12/28, опубликовано: 23.06.1992), содержащее опоры, закрепленные на оголовке трубы, платформу, подвешенную на тяговом тросе, систему контроля, дополнительную опору, подвешенную на тросах к основным опорам с возможностью перемещения поперек трубы, блок управления стопорными механизмами и подключенный к его входу датчик скорости перемещения платформы.

Недостатком данного устройства является: вынужденное применение кранового оборудования и трудоёмкость при монтаже (демонтаже) устройства на трубе.

Наиболее близким по технической сущности является способ очистки и нанесения антикоррозийного покрытия на внутреннюю поверхность дымовой трубы [2] (Патент РФ №2528254 «Способ очистки и нанесения антикоррозийного покрытия на внутреннюю поверхность дымовой трубы», МПК B08B 9/049; B05B 13/06, опубликовано: 10.09.2014 Бюл. № 25), включающий последовательность шагов: узел очистки запасовывают в дымовую трубу с помощью крана, центруют его в дымовой трубе, обеспечивают его движение вверх-вниз автокраном со скоростью 0,1 м/с, производят очистку дымовой трубы вращательным движением металлических щеток, затем на устройство устанавливают узел покраски и распыляют раствор через форсунки, нанося на внутреннюю поверхность дымовой трубы антикоррозийное покрытие.

Недостатком данного способа является вынужденное применение кранового оборудования и трудоёмкость при монтаже (демонтаже) устройства на трубе; не предусмотрена возможность выполнения работ по визуальному контролю внутренних поверхностей труб.

Техническим результатом настоящего изобретения является исключение работы альпиниста внутри трубы и, соответственно, связанные с этим риски (падение, удушение газами).

Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является улучшение условий труда и сокращение времени, затраченное на осмотр, по сравнению с промышленным альпинизмом, что позволяет уменьшить время простоя производства на период обследования.

Указанный технический результат (вариант 1) достигается тем, что согласно первому варианту изобретения, достигается тем, что устройство для визуального обследования внутренней поверхности дымовой трубы содержит коуш (1) и роликовый механизм (2), закрепленные на оголовке трубы, веревку (4) и, согласно изобретению, дополнительно содержит телескопическую штангу (5), имеющую с обеих сторон видеокамеру (6) и фонарь (7), разнесенные попарно с противоположных сторон, соединенные с телескопической штангой (5) с помощью болтового соединения, причем телескопическая штанга (5) связана с коушем (1), роликовым механизмом (2) c помощью веревки (4), проходящей через ролики (3), закрепленные к середине телескопической штанги (5) с помощью поворотного механизма (9) или жестко, причем один конец веревки (4) закреплен к наружной стороне трубы узлом, а другой конец веревки (4) проходит через схватывающее устройство (8), установленное с наружной противоположной стороны трубы узлами и карабинами, для вертикального перемещения телескопической штанги (5).

Технический результат (вариант 2) достигается тем, что устройство для визуального обследования внутренней поверхности дымовой трубы содержит коуш (1) и роликовый механизм (2), закрепленные на оголовке трубы, веревку (4) и, согласно изобретению, оно дополнительно содержит телескопическую штангу (5), имеющую с одной стороны видеокамеру (6) и фонарь (7), а с другой стороны контргруз (10), которые закреплены к телескопической штанге (5) с помощью болтового соединения, причем телескопическая штанга (5) связана с коушем (1), роликовым механизмом (2) с помощью веревки (4), проходящей через ролики (3), закрепленные к середине телескопической штанги (5) с помощью поворотного механизма (9) или жестко, причем один конец веревки (4) проходит через схватывающее устройство (8), установленное с наружной противоположной стороны трубы узлами и карабинами, для вертикального перемещения телескопической штанги (5).

Кроме того, согласно первому и второму вариантам изобретения, длина телескопической штанги (5) зависит от диаметра трубы.

Кроме того, согласно первому и второму вариантам изобретения, вертикальное перемещение телескопической штанги (5) осуществляют ручным способом.

Улучшение условий труда достигается за счет использования в первом варианте устройства телескопической штанги (5) с установленными на ней видеокамерами (6) и фонарями (7) с обеих сторон, а во втором варианте устройства телескопической штанги (5) с установленными на ней видеокамерой (6) и фонарем (7) с одной стороны и контргрузом (10) с противоположной, процесс движения которых в вертикальной плоскости осуществляют с помощью веревки (4), что дает возможность записать оптическое изображение технического состоянии внутренней поверхности трубы без выполнения осмотра человеком. Сокращение времени простоя оборудования достигается за счет того, что время процесса осмотра сокращается.

Сущность изобретения поясняется следующими чертежами, на которых изображены:

Фиг.1 - устройство, смонтированное на трубе (Вариант с поз. 1-9);

Фиг.2 - устройство, смонтированное на трубе (Вариант с поз. 1-10).

Описание ссылочных позиционных номеров:

1. коуш;

2. роликовый механизм;

3. ролик;

4. веревка;

5. телескопическая штанга;

6. видеокамера;

7. фонарь;

8. схватывающее устройство;

9. поворотный механизм;

10. контргруз.

Согласно первому варианту настоящего изобретения, устройство для визуального обследования внутренней поверхности дымовой трубы содержит:

коуш (1) и роликовый механизм (2), закрепленные на оголовке обследуемой трубы, веревку (4), проходящей через ролики (3), телескопическую штангу (5), имеющую с обеих сторон видеокамеру (6) и фонарь (7). Телескопическая штанга (5) связана с коушем (1), роликовым механизмом (2) c помощью веревки (4). Один конец веревки (4) закреплен к наружной стороне трубы узлом, а другой конец веревки (4) проходит через схватывающее устройство (8), установленное с наружной противоположной стороны трубы узлами и карабинами. Ролики (3) закреплены к середине телескопической штанги (5) с помощью поворотного механизма (9) или жестко. Видеокамера (6) и фонарь (7) разнесены попарно с противоположных сторон и соединены с телескопической штангой (5) с помощью болтового соединения.

Согласно второму варианту настоящего изобретения, устройство для визуального обследования внутренней поверхности дымовой трубы содержит: коуш (1) и роликовый механизм (2), закрепленные на оголовке обследуемой трубы, веревку (4), проходящей через ролики (3), телескопическую штангу (5), имеющую с одной стороны видеокамеру (6) и фонарь (7), а с другой стороны контргруз (10). Телескопическая штанга (5) связана с коушем (1), роликовым механизмом (2) c помощью веревки (4). Один конец веревки (4) закреплен к наружной стороне трубы узлом, а другой конец веревки (4) проходит через схватывающее устройство (8), установленное с наружной противоположной стороны трубы узлами и карабинами. Ролики (3) закреплены к середине телескопической штанги (5) с помощью поворотного механизма (9) или жестко. Видеокамера (6) и фонарь (7) разнесены попарно с противоположных сторон и соединены с телескопической штангой (5) с помощью болтового соединения.

Коуш (1) представляет собой металлическую конструкцию, имеющую желоб с наружной части и заделанный в петлю веревки (4) для уменьшения ее износа.

Роликовый механизм (2) состоит из неподвижного ролика, изготовленного из стали, представляющего собой круглое механическое устройство с желобом в центре по наружному диаметру для размещения в нем веревки (4). Предназначен для обеспечения плавного беспрепятственного прохождения веревки (4) над верхней частью трубы во время спуска или подъема устройства. Крепление к верху трубы осуществляется при помощи прижимных струбцин. Размер и конфигурация струбцин могут быть различными в зависимости от конфигурации трубы.

Ролики (3) представляют собой подвижные ролики, закрепленные к середине телескопической штанги (5) с помощью поворотного механизма (9) или жестко.

Применение системы из роликового механизма (2) и роликов (3) позволяет сократить усилия для подъема и опускания груза - телескопической штанги (5).

Веревка (4) представляет собой изделие из толстой нити, толщина и сила натяжения которой необходимы и достаточны для удержания груза.

Телескопическая штанга (5) представляет собой трубку, выполненную из металла или полимерных материалов, участвует в системе в качестве груза и одновременно выполняет несущую функцию для аппаратуры, необходимо для обследования: видеокамера (6), фонарь (7).

Видеокамера (6) представляет собой электронное устройство для сбора, преобразования и хранения данных об оптическом изображении внутренней поверхности дымовой трубы, содержащее главным образом объектив, средство формирования видеосигнала и цифрового потока.

Фонарь (7) представляет собой осветительный прибор, генерирующий искусственный свет для получения более четкого изображения на видеокамере (6).

Схватывающее устройство (8) выполняет функцию сдерживания и контролируемого перемещения устройства. Формируется из элементов альпинистского снаряжения в произвольной конфигурации.

Поворотный механизм (9) состоит из редуктора и электродвигателя. Крепление поворотного механизма (9) к роликам (3) жесткое. Крепление телескопической штанги (5) жесткое к поворотной части редуктора поворотного механизма (9). Питание электродвигателя аккумуляторное, а управление двигателя дистанционное. Вращение телескопической штанги (5) в горизонтальной плоскости относительно роликов (3) при Фиг.1 должно быть не менее 180°, при Фиг.2 угол поворота должен быть не менее 360°.

Контргруз (10) на Фиг.2 предназначен для уравновешивания за счет собственной массы силы тяжести, создаваемой видеокамерой (6) и фонарем (7). В качестве контргруза может использоваться, например, металлический или деревянный брус.

Устройство, согласно первому варианту изобретения, работает следующим образом.

Обследование проводится при отключенной от агрегатов трубы. Телескопическую штангу (5) с предварительно включенными видеокамерами (6) и фонарями (7) (Фиг.1) выставляют и центрируют в дымовой трубе так, чтобы обеспечить её вертикальное движение внутри трубы. Используя веревку (4), вручную контролируют её натяжение и опускают телескопическую штангу (5) внутрь трубы. Система из роликового коуша (1), механизма (2), роликов (3) обеспечивает уменьшение прикладываемой силы для опускания и затем поднятия телескопической штанги (5). С помощью схватывающего механизма (8) осуществляют управление подъемом и спуском телескопической штанги (5). В процессе опускания видеокамера (6) осуществляет запись оптического изображения футеровки трубы, а благодаря фонарю (7) получают возможность - это изображение идентифицировать, которые становится ярким и четким. Телескопическую штангу (5) опускают до достижения ею нижней части трубы, затем поднимают до достижения оголовья трубы. Процесс можно повторять несколько раз для получения более полной информации о состоянии футеровки трубы. В процессе опускания и поднятия телескопической штанги (5) осуществляют ее поворот внутри трубы с помощью поворотного механизма (9) для полного обследования диаметра трубы.

Устройство, согласно второму варианту изобретения, работает следующим образом.

Обследование проводится при отключенной от агрегатов трубы. Телескопическую штангу (5) с предварительно включенными видеокамерой (6) и фонарем (7) (Фиг.2) с одной стороны и установленным контргрузом (10) с противоположной выставляют и центрируют в дымовой трубе так, чтобы обеспечить её вертикальное движение внутри трубы. Используя веревку (4), вручную контролируют её натяжение и опускают телескопическую штангу (5) внутрь трубы. Система из роликового коуша (1), механизма (2), роликов (3) обеспечивает уменьшение прикладываемой силы для опускания и затем поднятия телескопической штанги (5). С помощью схватывающего механизма (8) осуществляют страховку телескопической штанги (5) от падения. В процессе опускания видеокамера (6) осуществляет запись оптического изображения футеровки трубы, а благодаря фонарю (7) получают возможность - это изображение идентифицировать, которые становится ярким и четким. Контргруз (10) позволяет телескопической штанге (5) в процессе движения сохранять горизонтальное положение. Телескопическую штангу (5) опускают до достижения ею нижней части трубы, затем поднимают до достижения оголовья трубы. Процесс повторяют несколько раз для получения более полной информации о состоянии футеровки трубы. В процессе опускания и поднятия телескопической штанги (5) осуществляют ее поворот внутри трубы с помощью поворотного механизма (9) для полного обследования диаметра трубы.

Анализ патентов и научно-технической информации не выявил использования новых существенных признаков, используемых в предлагаемом решении. Следовательно, предлагаемое изобретение соответствует критерию «изобретательский уровень».

На дату подачи заявки отсутствуют описания об устройстве для визуального обследования внутренней поверхности дымовой трубы. Таким образом, данное техническое решение соответствует критерию «новизна».

Предложенное устройство было успешно испытано в конвертерном цехе АО «ЕВРАЗ НТМК» подтвердили:

- улучшение условий труда. Нет необходимости выполнять работы внутри трубы с применением канатного доступа, значительно облегчает работу по визуальному контролю внутренней поверхности трубы. Полное исключение работ в запыленных, загазованных местах.

- сокращение времени, затраченное на осмотр, по сравнению с промышленным альпинизмом;

- уменьшает время простоя производства на период обследования. Полностью исключается время простоя, на период проведения подготовки, монтажа/демонтажа оборудования по сравнению с прототипом.

Эффект от внедрения предлагаемого устройства: снижение нагрузки на сопутствующие подразделения - проведение работ собственными сотрудниками исключает необходимость проведения тендерных процедур (ЦКП), заключение договоров (Юристы, финансисты, ОТ и ПБ, КИБПиСА и пр.), сокращение времени проведения данного типа работ позволит специалистам по обследованию «ЕВРАЗ НТМК» выполнять работу собственными силами без привлечения подрядных организаций.

Источники информации:

1. А/с СССР №1742456 «Устройство для обследования внутренней части дымовых труб», МПК E04H 12/28, опубликовано: 23.06.1992.

2. Патент РФ №2528254 «Способ очистки и нанесения антикоррозийного покрытия на внутреннюю поверхность дымовой трубы», МПК B08B 9/049; B05B 13/06, опубликовано: 10.09.2014 Бюл. № 25.

Изобретение относится к технологическому оборудованию для обследования внутренней поверхности дымовых труб сталеплавильного производства. Устройство для визуального обследования внутренней поверхности дымовой трубы, содержащее коуш (1) и роликовый механизм (2), закрепленные на оголовке трубы, веревку (4), при этом оно дополнительно содержит телескопическую штангу (5), имеющую с обеих сторон видеокамеру (6) и фонарь (7), разнесенные попарно с противоположных сторон, соединенные с телескопической штангой (5) с помощью болтового соединения, причем телескопическая штанга (5) связана с коушем (1), роликовым механизмом (2) c помощью веревки (4), проходящей через ролики (3), закрепленные к середине телескопической штанги (5) с помощью поворотного механизма (9) или жестко, причем один конец веревки (4) закреплен к наружной стороне трубы узлом, а другой конец веревки (4) проходит через схватывающее устройство (8), установленное с наружной противоположной стороны трубы узлами и карабинами, для вертикального перемещения телескопической штанги (5). Технический результат - уменьшение времени простоя производства на период обследования. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Устройство для визуального обследования внутренней поверхности дымовой трубы, содержащее коуш (1) и роликовый механизм (2), закрепленные на оголовке трубы, веревку (4), отличающееся тем, что оно дополнительно содержит телескопическую штангу (5), имеющую с обеих сторон видеокамеру (6) и фонарь (7), разнесенные попарно с противоположных сторон, соединенные с телескопической штангой (5) с помощью болтового соединения, причем телескопическая штанга (5) связана с коушем (1), роликовым механизмом (2) c помощью веревки (4), проходящей через ролики (3), закрепленные к середине телескопической штанги (5) с помощью поворотного механизма (9) или жестко, причем один конец веревки (4) закреплен к наружной стороне трубы узлом, а другой конец веревки (4) проходит через схватывающее устройство (8), установленное с наружной противоположной стороны трубы узлами и карабинами, для вертикального перемещения телескопической штанги (5).

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что длина телескопической штанги (5) зависит от диаметра трубы.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что вертикальное перемещение телескопической штанги (5) осуществляют ручным способом.

4. Устройство для визуального обследования внутренней поверхности дымовой трубы, содержащее коуш (1) и роликовый механизм (2), закрепленные на оголовке трубы, веревку (4), отличающееся тем, что оно дополнительно содержит телескопическую штангу (5), имеющую с одной стороны видеокамеру (6) и фонарь (7), а с другой стороны контргруз (10), которые закреплены к телескопической штанге (5) с помощью болтового соединения, причем телескопическая штанга (5) связана с коушем (1), роликовым механизмом (2) с помощью веревки (4), проходящей через ролики (3), закрепленные к середине телескопической штанги (5) с помощью поворотного механизма (9) или жестко, причем один конец веревки (4) проходит через схватывающее устройство (8), установленное с наружной противоположной стороны трубы узлами и карабинами, для вертикального перемещения телескопической штанги (5).

5. Устройство по п.4, отличающееся тем, что длина телескопической штанги (5) зависит от диаметра трубы.

6. Устройство по п.4, отличающееся тем, что вертикальное перемещение телескопической штанги (5) осуществляют ручным способом.