рабочий механизм машины для очистки наружной поверхности трубопровода

Формула изобретения

1. Рабочий механизм машины для очистки наружной поверхности трубопровода, содержащий ротор с установленными на нем посредством гибкого элемента набором очистных инструментов, снабженным ограничителями, натяжное устройство, отличающийся тем, что он снабжен рычагом, один конец которого подвижно укреплен на роторе, свободный конец рычага снабжен инерционной массой, ближе к зафиксированному концу рычага установлен ролик с перпендикулярной к оси ротора осью, охватываемый гибким элементом с образованием двух рядов, охватывающих поддерживающие ролики с параллельной к оси ротора осью, укрепленные на роторе, при этом каждый очистной инструмент выполнен в виде пластины, по обе стороны от центральной оси которой имеются отверстия с распорными трубками для протягивания гибкого элемента и закрепления пластины на гибком элементе, концы пластины загнуты в противоположные стороны под углом 25 - 30^o к пластине и снабжены очистным и зачистным резцами, выполненными из твердого сплава.

2. Механизм по п.1, отличающийся тем, что нижнее рабочее ребро резцов имеет заточку на передней грани под углом 15 - 20^o к горизонтали от середины к внутреннему краю в очистном резце и от середины к внешнему краю - в зачистном, а на торцевой внутренней грани очистного резца и на торцевой внешней грани зачистного резца эта заточка выполнена под углом 35 - 40^o относительно переднего бокового ребра, внешний крайний угол очистного резца и внутренний крайний угол зачистного резца закруглены с образованием задней и передней кромок, причем последняя закруглена под большим радиусом, чем задняя, при этом очистной резец имеет канавку для удаления очищенных с трубопровода материалов, выполненную на его внешней торцевой грани с переходом на внешний край передней грани, а нижний край канавки совпадает с передней кромкой внешнего крайнего угла очистного резца.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области строительства магистральных трубопроводов и может быть использовано для очистки наружной поверхности трубопровода любых диаметров от старой изоляции, ржавчины, грязи и т.п.

Известен рабочий механизм машины для очистки наружной поверхности трубопровода, содержащий установленный на раме ротор, смонтированную на нем систему подпружиненных рычагов с очистными инструментами, снабженных роликами с охватывающим их гибким элементом [1].

Однако этот механизм имеет сложную конструкцию и большую массу.

Наиболее близким к предлагаемому является рабочий механизм машины для очистки наружной поверхности трубопровода, содержащий ротор очистной машины, ротор рабочего механизма с установленным на нем посредством гибкого элемента набором очистных инструментов, снабженных ограничителями, натяжное устройство. Очистные инструменты выполнены в виде трехгранных резцов с вогнутыми относительно оси вращения ротора гранями [2].

Однако наличие дополнительного ротора усложняет данный механизм. Кроме того, острые углы трехгранных очистных инструментов при столкновении со швами трубопровода могут скалываться и/или срезать усиление сварных швов, нарушая требования СНиП. К тому же этот механизм пригоден лишь для очистки трубопроводов, имеющих малый диаметр.

Изобретение направлено на упрощение конструкции рабочего механизма, расширение диапазона диаметра очищаемых трубопроводов, исключение разрушения усиления сварных швов (как продольных, так и поперечных) и повышение срока службы очистных инструментов за счет исключения их скалываний в процессе работы.

Это достигается тем, что в рабочем механизме машины для очистки наружной поверхности трубопровода, содержащем ротор с установленным на нем посредством гибкого элемента набором очистных инструментов, снабженным ограничителями, натяжное устройство, рабочий механизм снабжен рычагом, один конец которого подвижно укреплен на роторе, свободный конец рычага снабжен инерционной массой, ближе к зафиксированному концу рычага установлен ролик с перпендикулярной к оси ротора осью, охватываемой гибким элементом с образованием двух рядов, охватывающих поддерживающие ролики с параллельной к оси ротора осью, укрепленные на роторе, при этом каждый очистной инструмент выполнен в виде пластины, по обе стороны от центральной оси которой имеются отверстия с распорными трубками для протягивания гибкого элемента и закрепления пластины на гибком элементе, концы пластины загнуты в противоположные стороны под углом 20 - 30^o к ней и снабжены очистным и зачистным резцами, выполненными из твердого сплава.

Нижнее рабочее ребро резцов имеет заточку на передней грани под углом 15 - 20^o к горизонтали от середины к внутреннему краю в очистном резце и от середины к внешнему краю - в зачистном, а на торцовой внутренней грани очистного резца и на торцовой внешней грани зачистного резца эта заточка выполнена под углом 35 - 40^o относительно переднего бокового ребра. Внешний крайний угол очистного резка и внутренний крайний угол зачистного резца закруглены с образованием задней и передней кромок, причем последняя закруглена под большим радиусом, чем задняя. Кроме того, очистной резец имеет канавку для удаления счищенных с трубопровода материалов, выполненную на его внешней торцовой грани с переходом на внешний край передней грани, при этом нижний край канавки совпадает с передней кромкой внешнего крайнего угла очистного резца.

При выполнении заточки на передней грани резцов под углом меньше 15^o будет срезаться усиление продольного шва, а под углом больше 20^o - деформироваться шов с образованием наклепов и т.п. При заточке на торцовой грани резцов под углом менее 35^o и больше 40^o будет срезаться усиление как продольного, так и поперечного сварных швов.

На фиг. 1 изображен предлагаемый рабочий механизм машины для очистки трубопровода; на фиг. 2 - то же, вид сверху; на фиг. 3 - очистной инструмент, вид спереди; на фиг. 4 - то же, вид сверху; на фиг. 5 - разрез А-А на фиг. 4 (резец на продольном шве трубопровода); на фиг. 6 - резец на поперечном усилении шва; на фиг. 7 - заточка на передней и торцовой гранях резцов.

Рабочий механизм машины для очистки трубопровода содержит ротор 1 с установленными на нем набором очистных инструментов, каждый из которых выполнен в виде пластины 2 с загнутыми в противоположные стороны под углом 25 - 30^o концами, снабженными очистным 3 и зачистным 4 резцами, выполненными из твердого сплава. По обе стороны от центральной оси пластины имеются отверстия 5 с распорными трубками 6, через которые протянут в два ряда гибкий элемент, например трос 7, для удержания которого в рабочем положении имеются укрепленные на роторе ролики 8, оси которых установлены параллельно оси ротора. Кроме того, рабочий механизм снабжен рычагом 9, один конец которого подвижно укреплен на роторе. На свободном конце рычага установлена инерционная масса 10 с возможностью изменения массы. На рычаге, ближе к его зафиксированному концу, предпочтительно на расстоянии 1/3 длины рычага от оси его крепления, установлен ролик 11 с перпендикулярной к оси ротора осью, например, при помощи скобы 12. Трос 7 охватывает ролик 11 с образованием двух рядов, на которых укреплены два набора очистных инструментов. Концы обоих рядом гибкого элемента закреплены в кронштейне 13 с натяжным устройством 14. Каждый набор очистных инструментов снабжен ограничителями 15 и демпфером 16. Внешний крайний угол очистного резца 3 и внутренний крайний угол зачистного резца 4 закруглены с образованием задней 17 и передней 18 кромок, причем последняя закруглена под большим радиусом, чем задняя. Кроме того, очистной резец 3 имеет канавку 19 для удаления срезанных с трубопровода 20 материалов, выполненную на его внешней торцовой грани с переходом на внешний край передней грани, при этом нижний край канавки 19 совпадает с передней кромкой 18 внешнего крайнего угла очистного резца, образуя острую режущую кромку.

Для повышения техники безопасности рабочий механизм снабжен дополнительным тросом (на чертежах не показан), продетым в выполненное в пластине очистного инструмента отверстие или ушко 21.

Механизм работает следующим образом.

При вращении ротора 1 рычаг 9 под действием центробежной силы поворачивается вокруг оси его крепления, увлекая за собой трос 7, охватывающий ролик 11. При этом очистные инструменты прижимаются к очищаемой поверхности трубопровода 20, в результате чего происходит процесс резания старой изоляции. При прохождении неровностей трубы (продольных и поперечных сварных швов) трос 7 натягивается, увлекая за собой рычаг 9, обеспечивая постоянное усилие прижатия очистных инструментов и устраняя разрушающие нагрузки на них.

При работе очистных инструментов незаточенная горизонтальная часть нижней грани очистных резцов 3 сдвигает изоляцию к передней кромке 18, где подрезает ее и направляет в канавку 19, по которой и удаляется. При этом задняя кромка 17 при набегании на поперечный сварной шов предохраняет переднюю кромку от повреждений и защищает этот шов от среза передней кромкой. При набегании очистных резцов на продольный сварной шов заточка очистного и зачистного резцов под углом 15 - 20^o обеспечивает его преодоление без разрушения. Зачистные резцы работают аналогично очистным и производят окончательную чистку трубопровода.

Предлагаемый рабочий механизм имеет более упрощенную конструкцию по сравнению с прототипом и более удобен в эксплуатации: гибкий элемент с очистным инструментом устанавливают и снимают с ротора в одной точке крепления, например, путем установки и снятия с ведущего пальца ротора. Кроме того, предлагаемый механизм может быть использован для очистки трубопроводов любого диаметра: при изменении диаметра трубопровода достаточно изменить длину гибкого элемента и число очистных инструментов. Следующее преимущество: заявляемая конструкция механизма обеспечит автономное реагирование каждого очистного инструмента на различные неровности (сварные швы, "эллипсность" трубопровода и т.п., сохраняя тем самым равномерное усилие прижатия. Это в итоге обеспечит качественную очистку. Предлагаемое конструктивное решение резцов обеспечит щадящие условия работы при прохождении сварных швов, т.е. обеспечит сохранность усиления сварных швов, а также исключит разрушение резцов. Следует отметить и повышение техники безопасности при использовании дополнительного троса, продетого в отверстия пластин очистных инструментов. В прототипе при разрыве троса имеется опасность травмы трехгранными очистными инструментами.