Устройство для очистки внутренней поверхности трубопровода Советский патент 1992 года по МПК B08B9/04 

Изобретение относится к устройствам для очистки внутренней поверхности трубопроводов от различных отложений и может найти широкое применение в газовой, нефтяной и других отраслях промышленности.

Известно устройство для очистки внутренней поверхности трубопроводов, содержащее корпус, соосно установленную и связанную с ним турбину, на валу которой последовательно крепятся металлические щетки и резцы.

Однако указанное устройство малоэффективно при большой степени засоренности и закупорки трубопроводов.

Наиболее близким техническим решением является другое известное устройство.

Указанное устройство предназначено для очистки внутренней поверхности трубопровода и содержит приводной вал, на котором установлен ряд очистных элементов, выполненный с возможностью вращения относительно его, причем устройство содержит дополнительно второй ряд очистных элементов, выполненных с возможностью вращения в противоположную сторону относительно первого ряда.

Существенный недостаток указанного устройства состоит в том, что очистные элементы первого и второго ряда имеют одинаковую скорость вращения.

При очистке трубопровода возникает необходимость удалять на внутренней поверхности отложения различной твердости

Поэтому в зависимости от твердости отложений необходимо изменять силу, прикладываемую к очистным элементам. Чем меньше частота вращения очистных элементов, тем больше сила приложения к ним.

Цель изобретения - ликвидация указанных недостатков.

Эта цель достигается тем, что в устройстве для очистки внутренней поверхности трубопровода, содержащем установленную на приводном валу турбину, на корпусе которой расположен первый ряд очистных элементов с возможностью вращения вокруг оси устройства и установленный на сво(Л

С

%1 о оо со

К) 00

ем корпусе второй ряд очистных элементов с возможностью вращения в противоположную сторону относительно первого ряда, корпус последних связан посредством зубчатой передачи с турбиной для обеспечения первого и второго ряда с разными скоростями. При этом турбина и к 0 pify c свободно установлены , а каждый очистной элемент вт орого4 ряда подпружинен индивидуально с возможностью радиального воз- вратно-пбсту пдтё ь н бго перемещения относительно своего корпуса.

На фиг.1 изображено устройство, общий вид; на фиг.2 - узел А на фиг. 1,

Устройство для очистки внутренней поверхности трубопровода состоит из вала 1, на котором установлена с возможностью вращения турбина 2. С ободом турбины 2 жестко закреплен цилиндрический корпус 3, имеющий опору на вал 1 посредством ступицы А и спиц 5 в количестве 3-6 шт. На наружной поверхности корпуса 3 закреплены очистные элементы 6 (первый ряд); например металлические щетки. С турбиной 2 жестко связана шестерня 7, свободно вращающаяся на валу 1. Шестерня 7 имеет зубчатое зацепление с паразитными шестернями 8, установленными на корпусе 9, который неподвижно закреплен на валу

I.Паразитные шестерни 8 входят в зацепление с зубчатой поверхностью 10 корпуса

II.На наружной поверхности корпуса 11 расположены жесткие очистные элементы 12 (второй ряд), установленные с возможностью поступательного перемещения в установочные отверстия 13.

Этот ряд очистных элементов идет первым и может испытывать чрезмерные нагрузки при разрушении твердых отложений и чтобы исключить возможность поломки жестких очистных элементов (резцов, шарошек и т.п.) конструктивно предусмотрено перемещение их в тело корпуса 11 в установочные отверстия 13. Возврат очистных элементе а 12 на обычный уровень при снижении нагрузки обеспечивается пружиной 14, создающей осевое давление на очистной элемент 12. Корпус 11 закреплен на валу 1 с возможностью вращения. Перемещение корпуса 11 по валу 1 ограничено с внутренней стороны фланцем 15, а с наружной стороны фланцем 16 через демпфирующую пружину 17.

Устройство спереди и сзади поддерживается центрирующими опорами 18 и 19, которые своими роликами опираются на внутреннюю поверхность трубопровода 20.

Устройство работает следующим образом.

В трубопровод 20 вводится устройство для очистки, центрирующей опорой 18 вперед, и создается давление газа. Поток газа между спицами 5 корпуса 3 попадает на

лопатки турбины 2 и приводит ее во вращение. При этом вместе с турбиной 2 на валу 1 вращаются корпус 3 с очистными элементами 6 и шестерня 7, связанные жестко с турбиной. Шестерня 7 через паразитные

0 шестерни 8 и зубчатую поверхность 10 вращает корпус 11,на наружной поверхности которого установлены местные очистные элементы 12. Перемещение корпуса 11 в горизонтальном направлении по валу 1 ог5 раничено сзади и спереди фланцами 15 и 16 и демпфирующей пружиной 17. Между фланцем 15 и корпусом 11 сзади и между корпусом 11 и пружиной 17 установлены упорные подшипники, на чертеже не пока0 заны.

При вращении турбины 2 корпус 3 с очистными элементами 6 вращается вместе с турбиной 2 в одну сторону, а корпус 11с очистными элементами 12 посредством

5 применения двойной зубчатой передачи вращается в другую сторону. На корпусе 11 установлены жесткие очистные элементы, например шарошки или зубила, а на корпусе 3 установлены пружинящие очистные

0 элементы 6, например металлические щетки из стальной или латунной проволоки. В случае если перед очистным устройством на внутренней поверхности трубопровода 20 окажется очень твердое отложение и боль5 шое по толщине и очистные элементы 12 корпуса 11 не смогут удалить сразу это отложение, то они смогут его частично разрушить, разрыхлить и при этом сами не поломаются, так как имеют возможность

0 возвратно-поступательного перемещения в тело корпуса, в установочные отверстия, а окончательную очистку выполнят очистные элементы 6, установленные на корпусе 3. При этом существенным является то, что

5 очистные элементы, при поступательном движении всего устройства вперед, размещенные на разных корпусах вращаются в разные стороны.

Зубчатое зацепление выбрано таким

0 образом, что передаточное отношение шестерни 7,8 и 10 равно 1:1:5. При этом корпуса 3 и 11 вращаются с разными скоростями.

Передняя и задняя центрирующие опоры имеют подпружиненные направляющие

5 с роликами на концах, что дает возможность устройству во время работы выдерживать необходимое направление внутри трубопровода. Подпружиненные направляющие расположены под углом 120° поотношению друг к другу.

Пример. Устройство разработано для очистки трубопровода с внутренним диаметром 1000 мм.

На вал 1, изготовленный из стальной трубы, с наружным диаметром 100 мм и длиной 1300 мм устанавливается и жестко фиксируется корпус 9. Корпус 9 может быть изготовлен в виде диска с ободом и ступицей, ребрами жесткости с наружной или внутренней стороны. Для облегчения диска между ребрами жесткости делаются окна. Ступица корпуса 9 неподвижно крепится на валу сваркой в нескольких местах по периметру вала с 2-х сторон. На ободе корпуса 9 приварены оси, на которых сидят паразитные шестерни 8, изготовленные из чугуна, бронзы или стеклотекстолита, Корпус 3 также изготавливается сварным и состоит из сварного обода толщиной 5-6 мм, на котором закреплены очистные элементы, например стальные щетки, ступицы 4 и спицы 5. Турбина выполнена из легкого сплава, например АЛ9 или АЛ6. Обод корпуса 3 жестко соединен с ободом турбины 2. На ободе турбины 2 сделана кольцевая выточка, на которую насажен обод корпуса 3. Затем соединение скрепляется болтами (отверстие с резьбой в ободе корпуса 3, а в ободе турбины 2 отверстие под болт). Шестерня 7 жестко соединена с турбиной 2, она может быть также изготовлена из чугуна, бронзы или текстолита. Ступица корпуса 3, турбина 2 и шестерня 7 на валу 1 сидят на подшипниках качения. Для посадки подшипников на валу 1 под них размечают места, а между посадочными местами делаются выточки глубиной 0,3 - 0,5 мм.

Турбина 2 с корпусом 3 и шестерней 7 собираются на вал 1 так, чтобы шестерня 7 вошла в зацепление с паразитными шестернями 8. Корпус 11 может быть изготовлен из стальных дисков с ребрами жесткости, ступицей и ободом, или диск и ступица, литые из стали ЗОЛ или 35Л, а обод приварен после того, как на него будет установлена шестерня 10. После сборки корпуса 11 выполняют обработку ступицы под подшипники, устанавливают в заранее подготовленные отверстия стаканы, в которые размещают подпружиненные очистные элементы 12.

Корпус 11 надевается спереди на вал 1 и продвигается до фланца 15 до зацепления с паразитной шестерней 8.

С другой стороны корпус 11 фиксируется фланцем 16 и демпфирующей пружиной 17. Легкость вращения корпуса 11 обеспечивается применением подшипников качения, запрессованных в ступицу, и упорных подшипников между фланцем 15 и пружиной 17.

Фланцы 15 и 16 жестко закреплены на

валу 1. После сборки основных узлов на вал 1 надеваются центрирующие опоры 18 и 19. Собранное устройство вводят в трубопровод 20.

В трубопровод диаметром 1000 мм вводят очистное устройство, при этом направляющие центрирующих опор 18 и 19 и очистные элементы 12 поджаты к центру устройства для свободного прохода устройства в трубопровод. Обычно в трубопроводе при перекачивании газа поддерживается давление 50-70 атм. Под действием потока газа, проходящего между спицами 5 корпуса 3, турбина 2 начинает вращаться, вместе

с ней приводятся во вращение корпус 3 и через зубчатую передачу корпус 11. Очистные элементы 6 и 12, соприкасаясь с внутренней поверхностью трубопровода, чистят ее от загрязнений или отложений 21.

Подбор передаточного числа шестерен определяют разную скорость вращения очистных элементов, а применение паразитной шестерни 8 позволяет придать очистным элементам вращение в разные

стороны.

Формула изобретения Устройство для очистки внутренней поверхности трубопровода, содержащее установленную на приводном валу турбину, на корпусе которой установлен первый ряд очистных элементов с возможностью вращения вокруг оси устройства, и установленный на своем корпусе второй ряд очистных элементов с возможностью вращения в противоположную относительно первого ряда сторону, отличающееся тем, что, с целью повышения качества очистки путем

регулирования усилия, приложенного к очистным элементам второго ряда, корпус последних связан посредством зубчатой передачи с турбиной для обеспечения вращения очистных элементов первого и второго рядов с разными скоростями, причем турбина и корпус второго ряда очистных элементов свободно установлены на валу, при этом каждый очистной элемент второго ряда подпружинен индивидуально с возможностью радиального возвратно-поступательного перемещения относительно своего корпуса.

20

I

///у//////// /////у//////////////////////// 77///

Использование: может быть использовано в нефтяной, химической и других областях промышленности. Сущность изобретения1 устройство для очистки содержит два ряда очистных элементов, вращающихся от турбины, при этом очистные элементы вращаются в разные стороны с разной линейной скоростью. Устройство перемещается в газопроводе рабочим агентом, 2 ил.

ю

ff