Пристрій для очистки внутрішньої поверхні труб

Изобретение относится к строительству водоводов, мелиоративных и других систем, когда требуется очистка внутренней поверхности перед наложением защитного слоя, Известно устройство для очистки полости труб, содержащее размещенный между втулками шарнирный четырехзвенник и установленный соосно с валом силовой цилиндр с тягами, причем коромысло четырехзвенника шарнирно смонтировано на валу, а его шатуны связаны одним концом с коромыслом, а другим с щеткодержателем [1]. Недостатком описанного аналога является сложность конструкции, возможность его применения для ограниченного диапазона размеров поперечного сечения труб и низкая производительность вследствие использования плоских щеток. Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению, выбранное в качестве прототипа, является устройство для зачистки внутренней поверхности длинномерных труб (авт. св. СССР №510278, кл. В 08 В 9/04, 1976), которое включает самоходную тележку с силовым приводом, приводные роликоопоры, штангу, на конце которой установлена рабочая головка, а второй конец закреплен в опорном узле и механизм прижима штанги к трубе [2]. У прототипа и заявляемого изобретения имеются следующие сходные существенные признаки: самоходная тележка с силовым приводом, штанга, на конце которой установлена рабочая головка с вращающимся инструментом, а второй конец закреплен в опорном узле, приводные роликоопоры. Недостатком прототипа является: - сложность конструкции устройства. Самоходная тележка оборудована тремя приводами, воздействующих на штангу и вызывающие ее возвратно-поступательные движения, перемещения вдоль оси и качательные движения рабочего инструмента через набор системы тяг и рычагов. Наличие с гидроприводом механизма прижима рабочего инструмента к внутренней поверхности труб. Сложно устроен и держатель рабочей головки; - ограниченная область применения вследствие того, что приводные роликоопоры не соориентированы со штангой, механизмом прижима штанги и ходовой тележкой. Если зачистке поверхности подвергаются трубы различного диаметра, то конец штанги с рабочей головкой должен иметь смещения в вертикальной плоскости, но второй конец штанги, закрепленный в опорном узле, такой возможности не имеет. Поэтому известное устройство предназначено для зачистки внутренней поверхности весьма ограниченного диапазона размеров труб. В основу изобретения поставлена задача усовершенствования устройства для очистки внутренней поверхности труб, в котором путем изменения конструкции рабочей головки, связей и взаимного расположения штанги, приводных роликоопор и ходовых тележек достигается упрощение конструкции, повышение надежности в работе и расширение технологической возможности его применения и, в конечном счете, снижается стоимость и повышается производительности работ по очистке внутренней поверхности труб. Поставленная задача решается тем, что в устройстве для очистки внутренней поверхности труб, содержащем самоходную тележку, приводные роликоопоры, штангу, на консольном конце которой установлена рабочая головка с вращающимся инструментом, согласно изобретению посредством троса, наложенного на барабан ручной лебёдки, самоходная тележка соединена с прицепной и на них размещены приводные роликоопоры со стальными ребордами на роликах, расположенных на прицепной, и упорным роликом на самоходной тележке, штанга-уложена на переставные стойки, из которых задняя связана с фундаментом и препятствует перемещению штанги вдоль своей оси, а передняя стойка, имеющая возможность перемещения вдоль оси штанги, установлена на прицепной тележке, рабочая головка содержит опору на внутреннюю поверхность трубы, двигатель, вращающийся инструмент с механизмом регулирования его положения относительно обрабатываемой поверхности трубы и двухступенчатую ременную передачу, при этом первая ступень передачи расположена под углом ей, равным 15...20 град., к горизонтальной поверхности, а вторая ступень размещена на поворотном рычаге, имеющем возможность поворота относительно эксцентрично установленной оси ведомого шкива первой ступени передачи на угол од с изменением его до 60 град. Совокупность указанных общих существенных признаков дополняют следующие частные отличительные признаки: - на одной стороне тележек относительно их оси размещены приводная и простая холостая роликоопоры, а на другой стороне - две перекидные холостые роликоопоры; - стальные реборды размещены с наружной стороны роликов и диаметр их на 100... 120мм превышает диаметр роликов, а упорный ролик подпружинен, наклонен к вертикальной плоскости на угол a 1, равный 30...35 град., и имеет возможность вращения относительно своей оси; - опора рабочей головки на внутреннюю поверхность труб составлена из трех регулируемой длины стоек, закрепленных концами на монтажной площадке в радиальных направлениях к оси штанги, на втором конце которых эксцентрично с возможностью вращения относительно собственной оси и оси соответствующей стойки установлены контактирующие с внутренней поверхностью обрабатываемой трубы ролики, при этом средняя стойка выполнена жесткой, а расставленные по отношению к ней под углом a 4/2, равным 50...60 град., две крайние стойки оснащены каждая двумя пружинами сжатия; - механизм регулирования положения вращающегося инструмента содержит закрепленный к монтажной площадке с возможностью поворота относительно своей оси цилиндрический стержень с радиальным отверстием, в котором размещен винт с гайкой, а конец винта связан с поворотным рычагом; - переставные стойки содержат двухсторонние направляющие, связанный с винтовым механизмом ползун, в котором размещены ролики, контактирующие со штангой и имеющие возможность вращения при перемещении передней переставной стойки вдоль оси штанги. Кроме того, переставные стойки установлены по центральной оси роликоопор, положение которой в горизонтальной плоскости определяется расположением холостой перекидной роликоопоры. Между отличительными признаками и целью изобретения существует следующая причинно следственная связь: - штанга уложена на переставные стойки, связанные с фундаментом и прицепной тележкой, при этом при обработке труб штанга находится в неподвижном состоянии, а ее ось и ось обрабатываемой трубы размещены в одной вертикальной плоскости. Указанный признак упрощает конструкцию, повышает ее надежность в работе и создает возможность для обработки труб различного диаметра; - устройство снабжено самоходной и прицепной тележками, соединенные между собою посредством троса, наложенного на барабан ручной лебедки. Этот признак открывает возможность размещать и обрабатывать на предложенной установке трубы различной длины; - с наружной стороны роликоопор, размещенных на прицепной тележке, установлены стальные реборды, а на самоходной тележке - подпружиненный упорный ролик. Признак фиксирует положение труб на роликоопорах и тем самым повышает надежность устройства о работе; - опора рабочей головки имеет конструкцию, при которой заданный натяг вращающегося инструмента не зависит от гибкости штанги и длины ее консольного конца, а подпружиненные стойки гасят колебания, возникающие при взаимодействии вращающегося инструмента с внутренней поверхностью труб, имеющих искажения формы поперечных сечений. Признак упрощает конструкцию, повышает ее надежность в работе; -двигатель вращающегося инструмента расположен на рабочей головке и в силовом приводе включена ременная передача, что повышает надежность устройство в работе; - вторая ступень ременной передачи, а также наличие перекидных холостых роликоопор расширяют технологические возможности применения устройства. На фиг. 1 изображен общий вид устройства, вид сбоку; на фиг. 2 - узел рабочей головки, вид сбоку (узел I но фиг. 1); на фиг. 3 - то же, разрез Б-Б на фиг. 2; на фиг. 4 -переставная стойка в положениях I и II (разрез АА на фиг. 1); на фиг. 5 - схема опоры рабочей головки (разрез В-В на фиг. 2). Устройство для очистки внутренней поверхности труб состоит их самоходной тележки 1, прицепной тележки 2, соединенных между собою посредством троса 3. На тележках 1 и 2 размещены пост управления 4, силовой привод 5, упорный ролик 6, роликоопоры приводная 7, холостая простая 8 и холостые перекидные (не показаны), стальная реборда 9, закрепленная с наружной стороны ролика роликоопоры 8, ручная лебедка 10, на барабан которой уложен трос 3, передняя переставная стойка 11. На фундаменте 12 установлена задняя переставная стойка 13. Штанга 14 сопряжена подвижно с передней переставной стойкой 11, которая имеет возможность перемещения вдоль оси штанги 14, и концом закреплена в задней переставной стойке 13. Рабочая головка (узел I) содержит присоединенный фланец 15, монтажную площадку 16, на которой установлен двигатель 17, двухступенчатую ременную передачу 18, при этом ось первой ступени передачи наклонена к горизонтальной плоскости на угол се, равный 15...20 град., ведомый шкив первой ступени передачи и ведущий шкив второй ступени размещены на оси 19, с которой с возможностью поворота на угол ой до 60 град, сопряжен поворотный рычаг 20, на котором установлены консольный вал 21, ведомый шкив 22 второй ступени ременной передачи, вращающийся инструмент 23 (например, роторная щетка). Механизм регулирования положения вращающегося инструмента 23 состоит из сопряженного с концом поворотного рычага 20 винтового механизма 24, проходящего через радиальное отверстие цилиндрического стержня 25, закрепленного с возможностью поворота к монтажной площадке 16. Опора рабочей головки (узел I) содержит три регулируемой длины стойки, одним концом закрепленные к монтажной площадке в радиальном направлении по отношению к обрабатываемой поверхности трубы, а на втором конце эксцентрично установлены с возможностью вращения относительно собственной оси и оси стоек контактирующие ролики 26, при этом крайние стойки 27 оснащены каждая двумя пружинами сжатия 28, а средняя стойка 29 выполнена жесткой. Средняя стойка установлена в вертикальной плоскости, а оси крайних стоек образуют в пересечении угол a 3, равный 100...120 град. Переставные стойки 11 и 13 содержат двухсторонние направляющие 30, винтовые механизмы 31, салазки 32, а в них размещены ролики 33. На фиг. 4 переставная стойка 13 показана в двух возможных положениях I и II, расстояние между которыми равно половине расстояния между центрами сведенных роликов холостой перекидной роликоопоры. Упорный ролик 6 подпружинен, наклонен к вертикальной плоскости на угол a 1, равный 20...35 град., и имеет возможность вращения относительно собственной оси. На фиг. 1 за номером 35 показана обрабатываемая труба на роликоопорах. Перед производством работ по очистке внутренней поверхности труб выполняют следующие подготовительные мероприятия. Устанавливают ролики холостых перекидных роликоопор в соотиегствующее положение, например, для обработки труб диаметром до 600мм перекидной ролик ставят ближе к оси ведущего ролика 7. Штангу 14 совместно с переставными стойками 11 и 13 устанавливают в положение I и закрепляют их на поперечных балках 34, установленных на фундаменте 12 и прицепной тележке 2. Укладывают на роликоопоры между упорным роликом 6 и стальными ребордами 9 обрабатываемую трубу 35. Проверяют положение троса 3 и посредством ручной лебедки 10 задают тросу необходимое натяжение. При необходимости устанавливают штангу 14 по высоте при помощи винтовых механизмов 31, салазок 32 и направляющих 30. Проверяют положение вращающегося инструмента 23 по отношению к внутренней поверхности обрабатываемой трубы. Необходимое положение вращающегося инструмента 23 устанавливают посредством закрепленного к монтажной площадке 1G цилиндрического стержня 25 с радиальным отверстием и резьбовой пары. Устройство работает следующим образом. С поста управления 4 включают силовой привод 5, двигатель 17, установленный на монтажной площадке 16, и задают движение самоходной тележке 1, а вместе с ней и прицепной тележке 2 в сторону штанги 14. Вращение приводного ролика 7 передается обрабатываемой трубе 35 и от нес холостой простой опоре 8, холостым перекидным роликоопорам и упорному ролику 6. От двигателя 17 через двухступенчатую ременную передачу 18, включающую неподвижную ось 19, ведомый шкив 22 второй ступени передачи, вращение получают размещенный на рычаге 20 консольный вал 21 и установленный на нем вращающийся инструмент 23. При движении тележек 1 и 2 по направлению к штанге 14 ролики 33 переставной стойки 11 перекатываются по поверхности штанги 14, а вращающийся инструмент входит в полость трубы 35 и производит очистку ее внутренней поверхности. После прохода вращающимся инструментом 23 всей длины обрабатываемой трубы 35 движение самоходной тележки переключают на обратное и выполняют вторичный проход вращающегося инструмента 23 по очищаемой поверхности. Натяг, заданный вращающемуся инструменту 23, удерживается средней жесткой стойкой 29, а крайние стойки 27 с пружинами 28 предупреждают раскачивание и возможное защемление вращающегося инструмента. Очистку внутренней поверхности труб диаметром более 600мм выполняют так, как описано выше, но в мероприятия подготовки включают установку переставных стоек 11 и 13 в положение II и роликов холостых перекидных роликоопор в откидное положение.