Движитель для перемещения внутри ферромагнитного трубопровода

 

Изобретение относится к транспортной технике и предназначено для использования при перемещении приборов контроля трубопроводов. Движитель включает в себя привод возвратно-поступательного движения и механизм перемещения по внутренней поверхности трубопровода. Привод имеет две помещенные в цилиндрический немагнитный корпус кольцевые соосные катушки, ферромагнитный сердечник, установленный концентрично в осевых отверстиях катушек и упруго закрепленный между двумя пружинами, и источник электрических импульсов, соединенный с обмотками катушек через дистанционное контактное устройство с возможностью раздельного подключения катушек. Механизм перемещения выполнен в виде двух шариковых подшипников качения со снятым наружным кольцом, посаженных по внутреннему кольцу на крайние участки цилиндрического корпуса. При непрерывной подаче в одну из катушек импульсов тока происходит однонаправленное перемещение движителя в соответствующую сторону. Устройство характеризуется пониженными энергозатратами на перемещение и повышенным тяговым усилием. 1 ил.

Изобретение относится к транспортной технике, в частности к движителям, обеспечивающим перемещение приборов для контроля трубопроводов.

Известен движитель для перемещения внутри трубопровода, содержащий два телескопических цилиндра с закрепленными на их наружных поверхностях упругими элементами, контактирующими с внутренней поверхностью трубопровода, причем телескопические цилиндры соединены между собой приводом возвратно-поступательного перемещения, а каждый упругий элемент выполнен в виде проволочных щеток, наклоненных в обратную сторону движения всего устройства /см. авт. свид. СССР N 510672, кл. G 01 N 29/04, 1974 г./.

Недостатками данного устройства являются сложность конструкции, невозможность дистанционного перемещения и использования в трубопроводах разного диаметра, а также недостаточная тяга.

Известен также движитель для перемещения внутри трубопровода, включающий два телескопических цилиндра с закрепленными на их наружных поверхностях упругими элементами, контактирующими с внутренней поверхностью трубопровода и выполненными в виде гибкой эластичной цилиндрической оболочки с жесткими торцами, соединенной с распределителем давления текучей среды /см. авт. свид. СССР N 679466, кл. B 62 D 57/02, 1979 г./.

Недостатками данного устройства являются значительная сложность как самой конструкции подвижной части, так и механизма подачи и регулирования давления текучей среды, невозможность дистанционного перемещения без непосредственного контакта с подвижной частью устройства, значительные энергозатраты на перемещение.

Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является движитель для перемещения внутри трубопровода, включающий привод возвратно-поступательного движения в виде двигателя вращения, кинематически связанного с регулировочными клиньями и щеткодержателем, а также механизм перемещения по внутренней поверхности трубопровода в виде салазок, соединенных с изогнутыми в форме полуволн синусоиды упругими элементами /см. авт. свид. СССР N 1054767, кл. G 01 N 29/04, 1982 г./, и принятый за прототип.

Недостатками данного устройства, принятого за прототип, являются сложность и низкая надежность конструкции, низкие тяговые усилия, значительные энергозатраты на перемещение.

Сущность изобретения заключается в разработке устройства, реализующего режим вибрационного перемещения за счет создания однонаправленного тягового усилия при несимметричном действии сил сопротивления движению, обусловленных магнитным взаимодействием движителя с трубопроводом, в течение полного периода действия вибрационного возмущения.

Технический результат - упрощение конструкции движителя, повышение ее надежности, снижение энергозатрат на перемещение и увеличение тягового усилия.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном движителе для перемещения внутри ферромагнитного трубопровода, включающем привод возвратно-поступательного движения и механизм перемещения по внутренней поверхности трубопровода, особенность заключается в том, что привод возвратно-поступательного движения выполнен в виде помещенных в цилиндрический немагнитный корпус двух кольцевых соосных катушек с обмотками, ферромагнитного цилиндрического сердечника, установленного концентрично в осевых отверстиях катушек и упруго закрепленного между двумя цилиндрическими пружинами, и источника электрических импульсов, соединенного с обмотками катушек через дистанционное контактное устройство с возможностью раздельного подключения катушек, а механизм перемещения выполнен в виде двух шариковых подшипников качения со снятым наружным кольцом, плотно посаженных по внутреннему кольцу на крайние участки цилиндрического корпуса.

На чертеже схематично изображено предлагаемое устройство, общий вид с поперечным разрезом.

Движитель для перемещения внутри ферромагнитного трубопровода 1 содержит привод возвратно-поступательного движения, выполненный в виде помещенных в немагнитный цилиндрический корпус 2 двух кольцевых соосных катушек 3, 4 с обмотками 5, 6, отодвинутых друг от друга в осевом направлении, ферромагнитного цилиндрического сердечника 7, установленного концентрично в осевых отверстиях катушек 3, 4 и упруго закрепленного между двумя цилиндрическими пружинами 8, 9, и источника электрических импульсов 10, соединенного с обмотками 5, 6 катушек через дистанционное контактное устройство 11 с возможностью раздельного подключения катушек 3, 4, а также механизм перемещения по внутренней поверхности трубопровода 1, выполненный в виде двух шариковых подшипников качения со снятым наружным кольцом, плотно посаженных по внутреннему кольцу на крайние участи цилиндрического корпуса 2. При этом установленные в сепараторах 13 шарики 14 введены в контакт с внутренней поверхностью трубопровода 1, наружные концы пружин 8, 9 закреплены на дисковых упорах 15 с помощью гаек 16, а корпус 2 закрыт резьбовой крышкой. Устройство источника электрических импульсов 10 с ключом 11 для раздельного подключения к источнику катушек 5, 6 подробно не раскрыты, так как эти устройства широко известны, и в данном случае к ним не предъявляется никаких специфических требований, то есть используется стандартный вариант по своему назначению. Укажем только, что в качестве дистанционного контактного устройства 11 применен магнитоуправляемый контакт /геркон/, переключающийся от приближаемого снаружи к трубопроводу 1 постоянного магнита.

Работа устройства осуществляется следующим образом.

Пусть контакты дистанционного контактного устройства 11 замкнуты так, что к источнику 10 электрических импульсов подключена катушка 4 с обмоткой 6. В начальный период времени при подаче в катушку 4 импульса тока ферромагнитный сердечник 7 втягивается в катушку 4, то есть движется вправо на чертеже, при этом пружины 8, 9 деформируются. Согласно закону сохранения количества движения системы весь движитель в корпусе 2 стремится двигаться влево /явление отката орудия при выстреле/ на подшипниках 12 - 14 относительно трубопровода 1. Однако магнитный поток катушки 4 замыкается через близлежащий участок ферромагнитного трубопровода 1 /корпус 2 - немагнитный/, при этом движитель прижимается к соответствующей стороне трубопровода 1, нормальное давление взаимодействия шариков 14 с трубопроводом 1 значительно, трение качения велико, вследствие чего в данный период времени движитель не перемещается относительно трубопровода 1. В следующий период времени, когда импульс тока с источника 10 не подается, пружины 8, 9 возвращают ферромагнитный сердечник 7 влево, весь движитель по закону сохранения количества движения стремится сместиться вправо, тока в катушке 4 и соответственно магнитного потока катушки нет, движитель к трубопроводу 1 не прижимается, трение качения мало, и движитель перемещается на подшипниках 12 - 14 относительно трубопровода 1 вправо. Таким образом, при непрерывной подаче в катушку 4 от источника 10 последовательности импульсов тока происходит непрерывное интенсивное однонаправленное перемещение движителя вправо по трубопроводу 1. При необходимости обратного перемещения движителя, то есть влево, снаружи от трубопровода 1 в зоне расположения движителя подносится постоянный магнит и магнитоуправляемый контакт 11 переключается в другое положение, при котором источник тока 10 замыкается на катушку 3 с обмоткой 5, после чего процесс подачи импульсов тока повторяется.

Очевидно, что предложенное устройство характеризуется предельной простотой как всего привода /элементарный электромагнит/, так и механизма перемещения /серийный шарикоподшипник со снятым наружным кольцом/. В конструкции, в отличие от прототипа, отсутствуют элементы с низкой надежностью, как салазки, упругие элементы, щеткодержатели, клинья и т.п. Устройство характеризуется снижением энергозатрат на перемещение за счет исключения двигателя вращения, преобразователя вращения в поступательное движение клиньев, замены трения скольжения салазок на трение качения подшипников, отсутствием в передаточной цепи таких звеньев, как упругие элементы с осью в виде полусинусоиды. Все вышеизложенное, а также другой принцип движения позволяет увеличить тяговое усилие устройства по сравнению с прототипом.

Формула изобретения

Движитель для перемещения внутри ферромагнитного трубопровода, включающий привод возвратно-поступательного движения и механизм перемещения по внутренней поверхности трубопровода, отличающийся тем, что привод возвратно-поступательного движения выполнен в виде помещенных в цилиндрический немагнитный корпус двух кольцевых соосных катушек с обмотками, ферромагнитного цилиндрического сердечника, установленного концентрично в осевых отверстиях катушек и упруго закрепленного между двумя цилиндрическими пружинами, и источника электрических импульсов, соединенного с обмотками катушек через дистанционное контактное устройство с возможностью раздельного подключения катушек, а механизм перемещения выполнен в виде двух шариковых подшипников качения со снятым наружным кольцом, плотно посаженных по внутреннему кольцу на крайние участки цилиндрического корпуса.

РИСУНКИ

Рисунок 1