Инструмент для очистки внутренней поверхности труб Российский патент 2025 года по МПК B08B9/02 

Изобретение относится к режущим устройствам для очистки внутренней поверхности труб от ржавчины, окалины, накипи, загрязнений, а также снятия пластиковой внутренней изоляции.

Известно устройство очистки внутренней поверхности труб (патент RU №2794193, МПК B08B 9/02, опубл. 12.04.2023 Бюл. №11), включающее раму, каретку с приводом, выполненную с возможностью перемещения по раме, шомпол, закрепленный на каретке, передний конец которого снабжен очистной насадкой трубы, систему подачи, удержания и вращения трубы на раме, причем шомпол выполнен полым и по нему подводится сжатый воздух к очистной насадке для продувки и удаления отходов в зоне чистки внутреннего диаметра трубы, при этом очистная насадка содержит:

- переходник, жестко закрепленный на шомполе,

- полый шнек, выходящий из переходника, на винтовой очищающей поверхности которого закреплена по меньшей мере одна форсунка для подачи воздуха, и

- наконечник, закрепленный на окончании шнека и содержащий ультразвуковой излучатель, выполненный с возможностью излучать с частотой 15-30 кГц, при этом труба выполнена с возможностью вращения на раме по часовой стрелке, а ребра шнека нарезаны против часовой стрелки, причем наконечник выполнен в виде перового сверла.

Данное устройство содержит очистной инструмент, включающий в себя полый шомпол, передний конец которого снабжен очистной насадкой трубы, с возможностью подачи сжатого воздуха к очистной насадке для продувки и удаления отходов в зоне чистки внутреннего диаметра трубы, а очистная насадка содержит полый шнек, выходящий из переходника, на винтовой очищающей поверхности которого закреплена по меньшей мере одна форсунка для подачи воздуха, и наконечник, закрепленный на окончании шнека и содержащий ультразвуковой излучатель, выполненный с возможностью излучать с частотой 15-30 кГц, при этом труба выполнена с возможностью вращения по часовой стрелке, а ребра шнека нарезаны против часовой стрелки, причем наконечник выполнен в виде перового сверла.

Данный очистной инструмент сложен в изготовлении применении и обслуживании из-за наличия полых шомпола и шнека с форсунками, а также ультразвукового излучателя, что приводит к снижению надежности и невозможности использовать его в трубах диаметром менее 720 мм.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является устройство для очистки внутренней поверхности труб (патент RU №2181637, МПК B08B 9/027, опубл. 27.04.2002 Бюл. №12), содержащее раму, подвижную каретку, закрепленную на ней штангу с очистным инструментом, имеющим первичное перовое сверло и ножи с резцами, и привод для сообщения очистному инструменту возвратно-поступательного движения, причем первичное перовое сверло выполнено несимметричным со смещенными режущими кромками на половину шага подачи трубы, а между регулируемыми пружинящими ножами с резцами размещены плоская распорная пружина и стальные щетки для окончательной зачистки поверхности трубы.

Данное устройство содержит очистной инструмент, включающий в себя установленные на конце штанги первичное перовое сверло в виде несимметричного со смещенными режущими кромками на половину шага подачи инструмента и регулируемые пружинящие ножи с резцами, между которыми размещена плоская распорная пружина и стальные щетки для окончательной зачистки поверхности трубы.

Недостатками данного очистного инструмента является узкая область применения из-за невозможности срезания пластиковой внутренней изоляции (футеровки) и невозможность использования с тонкостенных трубах (с толщиной стенки 2 мм и менее) из-за возможности нарушения ее целостности, так как первичное направляющее перовое сверло и пружинящие ножи с резцами расположены на конце штанги без центрирования, что приводит к большим биениям их с ударными нагрузками по внутренним стенкам трубы, несмотря на наличие стальных щеток, которые предназначены только для окончательной зачистки поверхности трубы.

Техническим результатом является создание инструмента для очистки внутренней поверхности труб, позволяющего расширить область применения за счет возможности срезания пластиковой внутренней изоляции (футеровки) и использования с тонкостенных трубах, благодаря наличию направляющего пружинного центратора на конце инструмента и пружинящих ножей с резцами, имеющими диаметр меньше на 0,5-1,5 мм внутреннего диаметра трубы.

Техническим решением является инструмент для очистки внутренней поверхности труб, включающий направляющий элемент, установленный на конце подающей штанги, и регулируемые пружинящие ножи с резцами.

Новым является то, что направляющий элемент выполнен в виде жесткого центратора, изготовленного диаметром на 2-5 мм меньше проходного диаметра внутреннего загрязнения или пластиковой изоляции трубы, с пружиной, соединённой свободным концом с концом штанги соосно, а пружинящие ножи с резцами изготовлены в количестве не менее трех, расположенными на штанге равномерно по периметру на расстоянии 10-50 мм от пружины с наружным диаметром на 0,5-1,5 мм меньше внутреннего диаметра трубы, в виде коронки, расширяющейся от пружины, причем резцы выполнены в виде внутренней заточки ножей, расположенной в сторону вращения штанги относительно трубы, на расстоянии 7-12 мм от наружного конца соответствующего ножа с углом реза при вершине 35°-60°.

На фиг. 1 изображен инструмент на штанге в изометрии.

На фиг. 2 изображен вид сбоку инструмента на штанге.

На фиг. 3 изображен увеличенный разрез А-А фиг. 2.

Инструмент для очистки внутренней поверхности труб (не показаны) включает в себя установленный на конце подающей штанги 1 (фиг. 1 и 2) направляющий элемент, изготовленный в виде жесткого центратора 2 диаметром d1 (фиг. 2) на 2-5 мм меньше проходного диаметра внутреннего загрязнения (не показано) или пластиковой изоляции трубы (не показана) с пружиной 3 (фиг. 1 и 2), которая соединена свободным концом с концом штанги 1 соосно. Пружинящие ножи 4 с резцами 5 на концах изготовлены в количестве не менее трех и расположены на штанге 1 (фиг. 2) равномерно по периметру на расстоянии h1=10-50 мм от пружины 3 с наружным диаметром d2 на 0,5-1,5 мм меньше внутреннего диаметра трубы, в виде коронки, расширяющейся от пружины 3. Резцы 5 выполнены в виде внутренней заточки ножей 4, расположенной в сторону вращения штанги 1 относительно трубы, на расстоянии h2=7-12 мм от наружного конца соответствующего ножа 4 с углом реза при вершине (фиг. 3) α=35°-60°.

Все численные значения получены эмпирическим путем.

Диаметр d1 (фиг. 2) жесткого центратора 2 на 2-5 мм меньше проходного диаметра внутреннего загрязнения или пластиковой изоляции трубы, которые определяются прогонкой проходного и непроходного калибров или измерением оптическими или механическими приборами (авторы на это не претендуют), выбраны из условия свободного прохода внутрь трубы и центрирования ножей 4 с резцами 5 относительно оси очищаемой трубы.

Размещение ножей 4 с резцами 5 на штанге 1 на расстоянии h1=10-50 мм от пружины 3 обеспечивает хорошую их центрацию относительно оси трубы благодаря центратору 2 и сглаживание ударных нагрузок (демпфирование) на ножах 4 при работе благодаря упругости пружины 3.

Наружный диаметр d2 коронки ножей 4 на 0,5-1,5 мм меньше внутреннего диаметра трубы обеспечивает качественную очистку за счет остаточных после демпфирования пружиной 3 вибраций при работе без нарушения целостности даже тонкостенных труб. Пружинные ножи 4, изготовленные в виде коронки, также позволяют уменьшить ударную нагрузку резцов 5 на стенки труб, дополнительно защищая их от разрушений за счет своих упругих свойств.

Достаточно провести заточку ножей 4 на расстоянии h2=7 мм от наружного конца соответствующего ножа 4 с получением резца 5, чтобы обеспечить качественное разрушение внутренних загрязнений или пластиковой изоляции трубы, что упрощает процесс заточки относительно заточки по всей длине ножа 4. h2=7-12 мм - выбрано из расчета возможных ошибок при ручной заточке ножей 4 в полевых условиях.

Резцы 5 с углом реза при вершине (фиг. 3) α=35°-60° обеспечивают закрытие всех поставленных задач для предлагаемого инструмента. Угол резца 5 α=35°-45° обеспечивает лучший рез, и используется для очистки (срезания) трубы от внутренней пластиковой изоляции. Угол резца 5 α=45°-60° обеспечивает большую прочность резца 5 ножа 4, и используется для очистки (разрушения) трубы от пластиковой изоляции внутренних загрязнений. Чем тверже изоляция или загрязнения, тем больше должен быть угол α.

Инструмент для очистки внутренней поверхности труб работает следующим образом.

Предварительно исследуют трубу на наличие внутреннего загрязнения или пластиковой изоляции с определением вида проходного внутренних диаметров загрязнения или пластиковой изоляции и самой трубы. Исходя из этих данных подбирают центратор 2 (фиг. 2) с наружным диаметром d1 и ножи 4 с резцами 5 с наружным диаметром d2 и с углом реза α при вершине резца 5, соответствующего виду и твердости загрязнений или изоляции внутри трубы.

Выбранный центратор 2 (фиг. 1 и 2) фиксируют (сваркой, клеем, посадкой с натягом или т.п.) соосно на конце пружины 3 На штангу 1 закрепляют (сваркой, клеем, стопорным винтом или т.п.) равномерно по периметру ножи 4 на расстоянии h1 от конца штанги 1, на который закрепляют (сваркой, клеем, посадкой с натягом или т.п.) соосно свободный конец пружины 3.

Очищаемую трубу фиксируют на станке (не показан). Штангу 1 свободным концом фиксируют во вращающем и обеспечивающим поступательное перемещение устройстве станка (не показано - авторы на его конструкцию не претендуют). Центратор 2 вводят внутрь трубы до совмещения ножей 4 с торцом трубы. После чего штангу 1 начинают вращать в постепенным продольным перемещением внуть трубы вместе с центратором 2, пружиной 3 и ножами 4 с резцами 5. Центратор 2 с пружиной 3 обеспечивает соосность ножей 4 относительно трубы, а резцы 5 (фиг. 3) за счет угла α срезают или разрушают внутренние изоляцию или загрязнения без нарушения целостности стенок трубы. Устройство из очищенной трубы свободно извлекается штангой 1 и готово к применению для очистки внутренних поверхностей аналогичных труб, устанавливаемых на станок. При необходимости можно произвести заточку резцов 5 ножей 4 вручную, не прибегая к специальному дорогостоящему инструменту.

Предлагаемый инструмент для очистки внутренней поверхности труб позволяет расширить область применения за счет возможности срезания пластиковой внутренней изоляции (футеровки) и использования с тонкостенных трубах, благодаря наличию направляющего пружинного центратора на конце инструмента и пружинящих ножей с резцами, имеющими диаметр меньше на 0,5-1,5 мм внутреннего диаметра трубы.

Изобретение относится к режущим устройствам для очистки внутренней поверхности труб от ржавчины, окалины, накипи, загрязнений, а также снятия пластиковой внутренней изоляции. Инструмент для очистки внутренней поверхности труб, включающий направляющий элемент, установленный на конце подающей штанги, и регулируемые пружинящие ножи с резцами. Направляющий элемент выполнен в виде жесткого центратора, изготовленного диаметром на 2-5 мм меньше проходного диаметра внутреннего загрязнения или пластиковой изоляции трубы, с пружиной, соединённой свободным концом с концом штанги соосно. Пружинящие ножи с резцами изготовлены в количестве не менее трех, расположены на штанге равномерно по периметру на расстоянии 10-50 мм от пружины с наружным диаметром на 0,5-1,5 мм меньше внутреннего диаметра трубы, в виде коронки, расширяющейся от пружины. Резцы выполнены в виде внутренней заточки ножей, расположенной в сторону вращения штанги относительно трубы, на расстоянии 7-12 мм от наружного конца соответствующего ножа с углом реза при вершине 35°-60°. Технический результат - создание инструмента для очистки внутренней поверхности труб, позволяющего расширить область применения. 3 ил.

Инструмент для очистки внутренней поверхности труб, включающий направляющий элемент, установленный на конце подающей штанги, и регулируемые пружинящие ножи с резцами, отличающийся тем, что направляющий элемент выполнен в виде жесткого центратора, изготовленного диаметром на 2-5 мм меньше проходного диаметра внутреннего загрязнения или пластиковой изоляции трубы, с пружиной, соединённой свободным концом с концом штанги соосно, а пружинящие ножи с резцами изготовлены в количестве не менее трех, расположены на штанге равномерно по периметру на расстоянии 10-50 мм от пружины с наружным диаметром на 0,5-1,5 мм меньше внутреннего диаметра трубы, в виде коронки, расширяющейся от пружины, причем резцы выполнены в виде внутренней заточки ножей, расположенной в сторону вращения штанги относительно трубы, на расстоянии 7-12 мм от наружного конца соответствующего ножа с углом реза при вершине 35°-60°.